при проведении анализа микроделеций являются делеции генов
advertisement
Глава II. Патофизиологические механизмы и генетические аспекты нарушения репродуктивной функции у Мужчины при проведении анализа микроделеций являются делеции генов RBM и DAZ, кото­ рые расположены в различных субрегио­ нах локуса AZF (Kobayashi et al., 1995; Fox and Reijo Pera, 2001; Kadandale et al., 2002). Алгоритм проведения генетического ис­ следования наличия микроделеций локуса AZF дает возможность оценить тип деле­ ции и составить генотип-ф енотип корре­ ляцию в каждом конкретном случае, что имеет прогностическое значение для при­ менения ВРТ, а именно ЭКО с ICSI. Молекулярные исследования микроделе­ ций локуса AZF позволили выявить эти аномалии при синдроме "только клетки Сертоли". Синдром "только клетки С ер­ толи" (MIM 400042) был впервые описан Дель Кастилье в 1947 г. (Del Castillo et al., 1947). Это заболевание отмечают у муж­ чин с идиопатической азоосперм ией, крипторхизм ом , повышенным уровнем ФСГ и нормальными уровнями тестосте­ рона и ЛГ (Foresta et al., 1998а). Распрост­ ранение синдрома "только клетки Серто­ ли" среди мужчин с необструктивной азо­ оспермией составляет приблизительно 30% (Foresta et al., 1998а). Различают два типа синдрома: синдром "только клетки Сертоли" I типа характеризуется полным отсутствием клеток сперматогенного ряда в семенных канальцах, при синдроме "только клетки Сертоли" II типа наблюда­ ется присутствие незначительного числа клеток сперматогенного ряда в отдельных семенных канальцах. Эпителий семявыносящих протоков с о ­ держит как соматические клетки (клетки Сертоли и миоидные клетки), так и поло­ вые - от ранних стволовых клеток до зр е ­ лых сперматозоидов. Клетки Сертоли и г­ рают первостепенную роль в половой 138 дифференцировке и регуляции процесса сперматогенеза. Известны гены, которые вовлечены в контроль над сперматогене­ зом и дифференцировкой половых клеток, большинство из них локализованы на хро­ мосоме Y Диагноз обычно ставится после биопсии яичка, в биоптате присутствуют только клетки Сертоли и отсутствуют по­ ловые клетки. Предположение о том, что синдром "только клетки Сертоли" может быть связан с микроделециями хромосо­ мы Y было впервые выдвинуто X. Наймабади и соавт. в 1996 г. и подтверждено затем П. Вогтом и соавт. у пяти мужчин с идиопа­ тической азооспермией, которым была проведена биопсия яичка (Najmabadi et al., 1996; Vogt et al., 1996; Foresta et al., 1998a). Дальнейшие исследования позво­ лили уточнить этиологию синдрома "толь­ ко клетки Сертоли" (Blagosklonova et al., 2000; Kamp et al., 2001; Maduro et al., 2003). При отсутствии обоих генов субре­ гиона AZFa - USP9Y и DBY - наблюдают синдром "только клетки Сертоли" I типа. У мужчин с делецией AZFa+b+c также всегда присутствует синдром "только клетки Сер­ толи" I типа, делеции субрегиона AZFc проявляются чаще в виде блокирования сперматогенеза, реже наблюдаются при синдроме "только клетки Сертоли" II типа (Foresta et al., 2001а). Таким образом, микросателлитный анализ ДНК мужчин с нарушением репродуктив­ ной функции и аномальными характерис­ тиками спермограммы позволяет выяв­ лять носителей микроделеции хромосомы Y что необходимо учитывать при проведе­ нии медико-генетического консультирова­ ния супругов, а также в ходе программы ЭКО с ICSI. 2 .6 . Генетические аспекты детерм инации пола и половой диф ф еренцировки, нарушения этих процессов Выше мы останавливались на хромосом-ых аномалиях и вариантах микроделеций хромосомы Y - ведущих факторах наруше-ия репродуктивной функции у мужчины. Следующая группа патологических сосло­ в и й , связанных с бесплодием, обуслов­ лена нарушением детерминации пола и "оловой дифференцировки. гонадный пол, или формирование гонад по мужскому типу, определяется геном, расположенным на хромосоме Y а также другими генами аутосом и хромосомы X. Мужские гонады вырабатывают гормоны, которые контролируют последующую по­ ловую дифференцировку, определяя фе­ нотипический пол. Развитие фенотипически здорового инди­ вида мужского или женского пола - дина­ мический процесс, в который вовлечен саскад молекулярных и морфологических событий в ходе онтогенетического разви­ тия. Закладка и развитие мочеполовой системы эмбриона основываются на двух "оследовательных событиях - детермина_ии пола и половой дифференцировке. Детерминация пола определяется генети­ ческим полом организма. Мужской гене­ тический пол эмбриона обусловлен муж:<им набором хромосом (46,XY), так как -аиболее важный фактор, определяющий мужской пол (тестис-определяющий фак­ тор), локализован в хромосоме Y Мужской В соответствии с уровнем половой диф­ ференцировки понятие "пол" включает в себя генетический пол, гонадный пол, гаметный пол, гормональный пол, феноти­ пический пол, гражданский пол, пол вос­ питания, пол самосознания, половую роль (Е.А. Веникова и др., 1993; Ramkissoon and Goodfellow, 1996). На рис. 2 .1 5 представ­ лены те определения пола, которые связа­ ны с генетическим фактором. с Генетический пол индивида можно рас­ сматривать как первый этап половой диф­ ференцировки, определяющийся при опло­ дотворении, во время которого происхо­ дит слияние двух гамет - ооцита и сперма- пол I Мужской Ч----------------------- / Л г ш 46,XY | 1 Генетический ------ 4 V Женский I -► J \ Г Ш ф 46,XX ----------------- > \ Гонадный Яички V Яичники ------ / '' Первичные половые признаки: Первичные половые признаки: яички, семявыносящий проток, половой член, предстательная железа яичники, фаллопиевы трубы, матка, влагалище Фенотипический Вторичные половые признаки Вторичные половые признаки ^ Рис. 2 .1 5 . Определение пола в соответствии с уровнем половой дифференцировки 139 Глава II. Патофизиологические механизмы и генетические аспекты нарушения репродуктивной функции у Мужчины ДЕТЕРМИНАЦИЯ Промежуточная мезодерма WT1 LIM1 SF1 ЕМХ2 WT1 LIM1 SF1 ЕМХ2 DAX1 ► Бипотенциалычые гонады ► Половые валики -----► SOX9 SRY 1Г Яички ДИФФЕРЕНЦИРОВКА Клетки Сертоли DAX1 Рецептор АМГ WT1 SF1 АМГ Яичники ► Регрессия мюллеровых протоков Яички W Клетки Лейдига Г Яичники К SF1 Тестостерон, дигидротестостерон Половая дифференцировка по женскому типу Развитие внутренних и наружных мужских половых органов \ У Рис. 2 .1 6 . Этапы детерминации пола и половой дифференцировки у человека тозоида, хромосомный набор которых 23,X и 23,X или 23,Y соответственно. Как только произош ло слияние двух ро д и­ тельских гамет, генетический пол индиви­ да установлен: наличие ж енского или мужского кариотипа определяет дальней­ шее развитие женского или мужского о р ­ ганизма. Мужской генетический пол обус­ ловлен наличием хромосомного набора 4 6,XY, а именно хромосомы Y, которая обеспечивает детерминацию пола эм бри­ она, - происходит закладка мужской гона­ ды с последующим запуском каскада ге­ нетических событий, которые ведут к дифференцировке пола - развитию мужских внутренних и наружных половых органов. Таким образом, генетический пол пред­ определяет пол гонадный. Последующая диф ф еренцировка пола представляет комплексный процесс и находится под контролем генетических и гормональных факторов. Секреция гонадами стероидных и пептидных гормонов предопределяет развитие внутренних и наружных половых органов (фенотипический пол). Несмотря на то, что половое развитие и выполнение репродуктивной функции происходят пос­ 140 ле рождения, в постпубертатном периоде, все критические этапы половой диффе­ ренцировки закладываются в эмбриогене­ зе. В хронологическом порядке эти собы­ тия можно разделить на два этапа: • детерминация пола - начальный момент, во время которого определяется путь раз­ вития гонад - в яички или яичники; • дифференцировка пола - ряд последую­ щих событий, в результате которых разви­ вается мужской или женский фенотип. Схематически процессы детерминации и диф ференцировки мужского пола можно представить следующим образом (рис. 2 . 1 6 ): • детерминация пола - развитие яичек из бипотенциальных гонад; • дифференциация в яичках клеток Лейдига и Сертоли; • последующая секреция клетками Лейдига и Сертоли гормонов, необходимых для развития внутренних и наружных по­ ловых органов (в клетках Лейдига - био­ синтез андрогенов для развития мужских внутренних и наружных половых органов, в клетках Сертоли - биосинтез АМГ для регрессии мюллеровых протоков); • опущение яичек; • миграция половых клеток в развиваю­ щиеся гонады. После детерминации гонад начинается процесс половой дифференцировки, кото­ рая определяется пол-специф ической чувствительностью периферических тканей к гормонам мужских или женских гонад. Рассмотрим подробнее процесс детерми­ нации пола и гены, участвующие в этом процессе. Эмбрион проходит долгий путь биологических преобразований, п ред ­ определяющих его развитие по женскому или мужскому типу. Первоначально гонады представляют собой индифферентные бипотенциальные структуры, способные формировать мужские или женские гона­ ды в зависимости от тех генетических с и г­ налов, которые они получают. Развитие половой системы начинается с первых не­ дель эмбриогенеза и заканчивается при достижении организмом половой зрелос­ ти. Мочеполовая система (почки, гонады и надпочечники) формируется из промежу­ точной мезодермы. До 4-5-й недели раз­ вития гонады эмбрионов бипотенциальны (индифферентная стадия) - не имеют по­ ловых различий, состоят из наружного (кортикального) эпителиального слоя и внутреннего (медуллярного) м езенхи­ мального слоя; присутствуют вольфовы и мюллеровы протоки. Зачатки гонад фор­ мируются в виде половых валиков на вент­ ральной стороне мезонефроса из мезотелия и дают начало индифферентным бипотенциальным гонадам. Первичные половые клетки, или гоноциты, возникают в кишечной эктодерме на 1415-й день развития и мигрируют вдоль стенки первичной кишки в область буду­ щих зачатков гонад, которые, утолщаясь на вентральной поверхности первичного мезонефроса, образуют половые валики. Процесс миграции гоноцитов завершает­ ся до 32-го дня эмбрионального развития. В течение этого времени эпителий поло­ вого валика пролиферирует в лежащую над ним рыхлую соединительную мезен­ химную ткань, дающую начало первичным половым тяжам, окружающим гоноциты, которые проходят процесс митотического деления, образуя пул половых клеток. На этом этапе половые клетки не играют роли в детерминации пола. В процессе превра­ щения половых валиков в бипотенциальную гонаду участвуют транскрипционно­ регуляторные гены - WT1, SF1, LIM1, ЕМХ2, задействованные в этом процессе, как на начальных стадиях детерминации пола, так и последующих этапах половой дифференцировки. Свидетельством генетического контроля детерминации пола эмбриона являются молекулярные различия в бипотенциальной гонаде на 4-5-й неделях эмбриональ­ ного развития. Таким образом, генетичес­ кий контроль детерминации пола эмбрио­ на определяется набором половых хромо­ сом, гены которых путем многих молеку­ лярных взаимодействий обусловливают развитие гонад с последующей половой дифференцировкой. Дифференцировка половых протоков про­ исходит другим способом: вместо одной двойственной примордиальной структуры возникаю т две первичные структуры (вольфовы и мюллеровы протоки), одна из которых в дальнейшем развивается, а дру­ гая подвергается регрессии в зависим ос­ ти от сигналов, получаемых из развиваю­ щихся гонад (рис. 2 .1 7 ). Так, вольфовы протоки у эмбрионов мужского пола диф ­ ференцируются в яички, придатки яичек, семявыносящие протоки, семенные пу­ зырьки, а мюллеровы протоки подверга­ ются регрессии. При наличии хромосомы Y индифферент­ ные бипотенциальные гонады развивают­ ся в яички. Ф ормирование мужского пола индуцировано первичным сигналом, ко­ торый опосредован фактором детерм и­ нации мужского пола TDF (te stis-d e te r­ m ining fa cto r) (MIM 480000) (Berkovitz, 1992; Ferguson-S m ith, 1992; Vilain and McCabe, 1998; Hiort, 2000). Первичные половые тяжи сливаются, образуя сеть внутренних (медуллярных) половых тя ­ жей, а на дистальном конце формируется более тонкая сеть яичка. Первыми клет­ ками, которые можно различить при дифф еренцировке яичек, являются клетки Сертоли, участвующие в образовании ме­ дуллярных структур вокруг гоноцитов, ин­ гибирую щ ие мейоз и обеспечиваю щ ие 141 Глава II. Патофизиологические механизмы и генетические аспекты нарушения репродуктивной функции у Мужчины Ж енский организм М уж ской организм "'':' :S■ Рис. 2 .1 7 . Развитие вольфовых и мюллеровых протоков у обоих полов. Схема: 1 - бипотенциальная гонада; 2 - мезонефрос; 3 - почка; 4 - мюллеровы протоки; 5 - вольфовы протоки; 6 - мочеточник; 7 - влагалище; 8 - матка; 9 - яичник; 10 - надпочечник; 11 - яичко; 12 - придаток яичка. первичные половые клетки (просперматогонии) питательными веществами. Та­ ким образом, половые клетки оказываю т­ ся внутри яичка. Клетки Сертоли также секретируют АМГ, подавляющий образо­ вание женских половых органов, и стим у­ лируют интерстициальные клетки, кото­ рые начинают продуцировать тестосте­ рон, необходимый для диф ференцировки вольфовых протоков и ф орм ирования мужских половых органов. Таким образом, первым признаком детер­ минации яичек является скопление клеток, предшественников Сертоли, вокруг гоно­ цитов для формирования первичных поло­ вых тяжей, что происходит примерно на 67-й неделе эмбриогенеза. До конца 9-й недели разделяющая зачатки семявыносящих протоков мезенхима дает начало интерстициальным клеткам, которые диф ­ ференцируются в клетки Лейдига, секретирующие стероидные гормоны. При отсутствии хромосомы Y первичные по­ ловые тяжи развиваются в префолликулярные клетки яичника, которые располагаются вокруг половых клеток, вступающих в мейоз, и заключаются затем в примордиальные фолликулы. При отсутствии АМГ из мюлле­ ровых протоков формируется матка, фалло­ пиевы трубы и верхний свод влагалища. Описанные процессы требуют активации каскада генов, расположенных как на аутосомах, так и на хромосоме Y Первый этап открытия генетического фактора детерми­ нации мужского пола состоял в картирова­ нии гена (или генов) на хромосоме Y чему способствовало обнаружение структурных аномалий хромосомы Y В 1987 г. Д. Пейдж 142 Таблица 2 .1 5 . Гены, задействованные в детерминации пола у человека Ген Локализация гена на хромосоме Семейство Предположительная функция Патологические состояния, вызванные нарушением в гене SRY (sex-determining region) (MIM 480000) Ур11 HMG белок Транскрипционный фактор XY гонадальный дисгенез Мутация: врожденная ги­ поплазия коры надпочечни­ ков DAX1 (DSS-AHC cri­ tical region on the X chromosome, gene 1) (MIM 300473) Хр21.3 Ядерных рецепторов Транскрипционный фактор Дупликация: XY гонадаль­ ный дисгенез Мутация: врожденная ги­ поплазия коры надпочеч­ ников SOX9 (SRY-box 9) (MIM 608160) 17q24 HMG белок Транскрипционный фактор Дупликация: ХХ-реверсия пола Мутация: кампомелическая дисплазия с XY гонадальным дисгенезом SF1 (steroidogenic factor 1) (MIM 184757) 9q33 Ядерных рецепторов Транскрипционный фактор Гонадальный дисгенез и недостаточность функцио­ нирования надпочечников WT1 (Wilms tumour 1 gene) (MIM 607102) 11р13 Белок"цинко­ вых пальцев" Транскрипционный фактор Синдром Денис-Дрэша и синдром Фразера DMRT1 (doublesex and mab3-related transcription factor 1) (MIM 602424) 9р24 DM д о м е н , ДН « -с в я з ы ­ вающий белок Транскрипционный фактор XY-реверсия пола? WNT4 (wingless-type mmtv integration site family, member 4) (MIM 603490) 1р35 WNT Сигнальная молекула XY-реверсия пола и соавт. описали первый возможный генкандидат, который кодирует активатор транскрипции - белок "цинковых пальцев" (ZFY) (Page et al., 1987). Однако позже вы­ яснилось, что ZFY не аналогичен гену фак­ тора детерминации мужского пола. Перво­ начально в хромосоме Y был идентифици­ рован ген, который обусловливает разви­ тие бипотенциальной гонады в яички, TDF. После того, как TDF картировали на коротком плече хромосомы Y анализ этого района позволил в 1990 г. обнаружить спе­ цифическую последовательность хромосо­ мы Y - ген SRY(Sinclair et al., 1990). Ген SRY играет критическую роль в дифференцировке пола по мужскому типу, а му­ тации в нем обусловливают XY-реверсию пола. В то же время, известны отдельные случаи реверсии пола без мутации в дан­ ном гене, которые дали возможность уче- ным предположить., что в развитии яичек участвует не только ген SRY. Такие пред­ положения были подкреплены полученны­ ми на модельных системах (дрозофила и нематода) данными, которые и показали, что генетический контроль половой диф­ ференцировки у этих видов представляет собой каскадный процесс с участием се­ рии генов, действие одного гена последо­ вательно сменяется активным функциони­ рованием другого (Hunter and Wood, 1992; McGillivray, 1992). В течение последних 20 лет с помощью современных молекуляр­ ных методов проводился интенсивный по­ иск генов, задействованных в каскаде пре­ образований и формировании женского или мужского пола (табл. 2 .1 5 ). Перечисленные гены принадлежат к двум различным группам: к первой группе отно­ сятся транскрипционны е регуляторы, 143 Глава II. Патофизиологические механизмы и генетические аспекты нарушения репродуктивной функции у Мужчины участвующие в образовании бипотенциальной гонады с ее последующей детерми­ нацией в яички (WT1, LIM1, ЕМХ2), вторая группа включает гены SRY и SOX9, которые принимают участие в детермина­ ции развития яичка. Первыми, до образо­ вания индифферентной гонады, иницииру­ ют экспрессию гены WT1, SF1, ЕМХ2, затем активизируются гены SRY, SOX9. Ген WT1 (Wilms tum or 1 gene) (MIM 607102), или ген опухоли Вильмса, был первоначально идентифицирован как он­ коген, ответственный за развитие эм брио­ нальной аденомиосаркомы почки (Huang et al., 1990; Rose et al., 1990). Позже было установлено, что WT1 задействован в д е ­ терминации пола, так как экспрессируется в половых валиках. У мышей, гом озигот­ ных носителей нуль-мутации , наблю­ дается агенезия почек и гонад (Kreidberg et al., 1993; Vilain and McCabe, 1998). Отсут­ ствие гонад вызвано их дегенерацией во время эмбриогенеза, что свидетельствует об участии WT1 в детерминации развития гонад. В дальнейшем значение гена WT1 в детерминации пола у человека получило подтверждение благодаря выявлению му­ таций в этом гене у пациентов с синдрома­ ми Д ениса-Д рэш а и Фразера, у которых наблюдалась почечная недостаточность и двойственное строение гениталий, а так­ же развитие опухоли Вильмса у некоторых пациентов с синдромом Д ениса-Д рэш а (Pelletier et a l., 1991а,б; Little et a l., 1992a,б, 1993; Barbaux et al., 1997). Также установ­ лена связь между мутациями в этом гене и возникновением еще одного синдрома WAGR (Wilms tumor, aniridia, genital m alfor­ mation, mental retardation) (MIM 194072) (Pelletier et al., 19916). Ген WT1 картирован в сегменте р13 хромо­ сомы 11, кодирует белок, относящийся к семейству "цинковых пальцев", и действует как активатор или репрессор (Rose et al., 1990). WT1 состоит из десяти экзонов, име­ ет несколько функционально различных до­ менов, для него характерно образование четырех главных типов мРНК, которые фор­ мируются в результате двух разных альтер­ нативных событий сплайсинга (Reddy and Licht, 1996; Swain and Lovell-Badge, 1999). Помимо этого, существуют три различные точки инициации трансляции, наличие ко­ 144 торых позволяет регулировать транскрип­ цию на разных уровнях, что обеспечивает механизмы активации и репрессии. Мута­ ции в гене WT1 приводят к трем отдельным, но родственным синдромам (синдромы Фразера, Дениса-Дрэш а, WAGR). Ген SF1 (steroidogenic fa c to r 1) (MIM 184757) относится к семейству ядерных рецепторов, так называемых orphan-peцепторов, и первоначально рассматривал­ ся как регулятор экспрессии цитохром Р450 стероидгидроксилаз (cytochrom e Р450 steroid hydroxylases) (Lala et al., 1992; Morohashi, 1992; Honda et al., 1993; Swain and Lovell-Badge, 1999). Ген SF1 содержит консервативные ДНК-связывающий домен и домен карбоксильного конца, для него характерен тот же профиль экспрессии, что и для DAX1. Помимо яичек, SF1 экспрессируется в гипоталамусе и гипо­ физе, коре надпочечников, яичниках. Ген SF1 является антагонистом гена DAX1 и регулирует уровень АМГ, так как в промо­ торе гена SF1 содержится элемент "откли­ ка". Уровень экспрессии SF1 снижается только в женских гонадах, это позволяет предположить, что SF1 играет важную роль в контроле над регрессией мюллеро­ вых протоков (Mallet et al., 2004). Еще одним аутосомным геном, вовлечен­ ным в детерминацию пола, является ген семейства SOX, а именно SO X9 (SRYrelated HMG-box gene) (MIM 608160), кар­ тированный в участке 24.3-25.1 длинного плеча хромосомы 17 (17q24.3-25.1). Этот ген является родственным гену SRYи сов­ местно с ним экспрессируется до стадии дифференцировки гонад только в поло­ вых валиках, участвуя в детерминации яичек. Функция гена SOX9 заключается также в активации транскрипции гена АМН, что подтверждает критическую роль этого гена в детерминации пола. SOX9 участвует как в хондрогенезе, так и в раз­ витии гонад (Weiss et al., 2003). Точковые мутации в SOX9 обусловливают такие за ­ болевания, как кампомелическая диспла­ зия, а также синдром врожденной патоло­ гии скелета, при которых может наблю­ даться XY-реверсия пола. Обсуждается роль других аутосомных ге­ нов, кандидатов на участие в детермина­ ции пола; у пациентов с XY-реверсией пола встречаются делеции р-плеча хромосомы 9 (9р24) или q -плеча хромосомы 10 (1 0q25) (Chung et al., 1998; Raymond et al., 1999; Vialard et al., 2002). Ген DMRT1 (doublesexand mab3-related transcription factor 1) (MIM 602424) картирован в дистальном корот­ ком плече хромосомы 9 (участок 9р24.3) (Raymond et al., 1998, 1999). Указанный ген экспрессируется только в яичках. К. Смит и соавт. продемонстрировали участие гена DMRT1 в дифференцировке яичек (Smith et al., 1999). При наличии делеции короткого плеча хромосомы 9 у пациентов наблюда­ ют феминизацию и отсутствие яичек. Ген LIM 1 (LIM hom eobox gene 1) (MIM 601999) участвует в регуляции дифферен­ цировки промежуточной мезодермы и раннем развитии гонад, относится к се­ мейству генов гомеобокса. Экспрессия ге­ на LIM1 наблюдается во время раннего пе­ риода развития гонад в области структур мезонефроса. Исследования, проведен­ ные на модельных системах (мышах), по­ казали отсутствие почек и гонад у особей, гомозиготных носителей мутации в гене Lim1 (В.Б. Черных и Л.Ф . Курило, 2001а,б; Shawlot and Behringer, 1995). Ген GATA4 (GATA-binding protein 4) (MIM 600576) входит в состав семейства тран­ скрипционных регуляторных факторов. В развивающихся яичках обнаружена экспрес­ сия одного из генов этого семейства - GATA4. Роль гена заключается в запуске различных активаторов экспрессии гена (В.Б. Чер­ ных и Л.Ф. Курило, 2001 а,б). Ген WNT4 (wingless-type MMTV integration site family, member 4) (MIM 603490) отно­ сится к семейству генов WNT, кодирующих семейство клеточных сигнальных молекул. На ранних этапах развития гонад отмечена экспрессия гена И/Л/74 в половых валиках и мезонефросе, в развивающихся яичках экспрессия гена отсутствует, но выявляет­ ся в яичниках. Ген И/Л/74 принимает учас­ тие в передаче сигнала и, соответственно, контроле над продуцированием мужских половых гормонов клетками Лейдига (В.Б. Черных и Л.Ф . Курило, 2001а,б). Ген SRY (sex-determ ining region Y) (MIM 480000) локализован в коротком плече хромосомы Y (Vp 11.31), является монокопийным, содержит один экзон, который кодирует белок, состоящий из 204 амино­ кислот, интроны отсутствуют (Smith and Koopman, 2004). Единственный функцио­ нальный домен белка SRY, который назы­ вается HMG-бокс (high m obility group), состоит из 79 аминокислотных остатков и по своей природе консервативен. Белок, кодируемый SRY, является регулятором транскрипции генов, реализующих дифференцировку индифферентных бипотенциальных гонад и развитие яичек. Экспрессия гена SRY наблюдается уже на стадии зиготы (В.Б. Черных и Л.Ф . Курило, 2001а,б). Первоначально его активация происходит в гоноцитах и клетках, пред­ шественниках клеток Сертоли. Далее бе­ лок, кодируемый геном SRY, запускает каскад регуляторных событий. С его учас­ тием дифференцируются клетки Лейдига, митоз в половых клетках останавливается, происходит дальнейшая дифференциров­ ка в тестикулярной ткани. В присутствии гена SRY поддерживающие клетки индиф­ ферентных гонад превращаются в клетки Сертоли, при отсутствии - в фолликулы. Ген SRY гомологичен генам семейства SOX (SRY-related HMG-box genes), из которых наибольшую гомологию имеет с геном SOX9. Большинство описанных мутаций ге­ на ЭЯ/являются точковыми и происходят в HMG-боксе, только десять мутаций описа­ ны вне этого участка, восемь из которых - в 5 ’-конце (Baldazzi et al., 2003; Shahid et al., 2004). Типы наиболее распространенных мутаций гена SRY при гонадальной дисгенезии представлены в табл. 2 .1 6 (Schaffler et al., 2000). К синдромам, обусловленным мутациями генов, задействованных в детерминации пола относятся следующие: синдром Д е ­ ниса-Дрэш а, синдром Фразера, кампомелическая дисплазия. Синдром Д е н и с а -Д р э ш а (MIM 194080) редкое заболевание у человека, при кото­ ром тяжелые урогенитальные расстрой­ ства могут приводить к почечной недоста­ точности, псевдогермафродитизму и опу­ холи Вильмса. Нарушение функциониро­ вания почек обычно прогрессирует, дости­ гая к трехлетнему возрасту конечной ста­ 145 Глава II. Патофизиологические механизмы и генетические аспекты нарушения репродуктивной функции у Мужчины Таблица 2 .1 6 . Мутации гена S R Y при гонадальной дисгенезии Мутация Кодон 3 Туг-стоп Делеция 43 Lys-стоп Инсерция 107 Сдвиг рамки считывания Делеция 120 Сдвиг рамки считывания Делеция Регуляторная-75 Замещение дии почечной недостаточности. Анализ гистологических препаратов свидетель­ ствует о разной степени локального и рас­ сеянного склероза мезангия. У пациентов с синдромом Д ениса-Дрэш а, у которых развивается опухоль Вильмса, злокачест­ венные образования обычно двусторон­ ние, возраст пациентов в среднем состав­ ляет примерно 18 месяцев. Аномалии на­ ружных половых органов обычно пред­ ставлены мужским псевдогерм аф роди­ тизмом либо двойственным строением ге ­ ниталий, либо нормальным женским фе­ нотипом при кариотипе 46,XY Анализ мутации гена WT1 у 150 мужчин с синдромом Дениса-Дрэш а показал нали­ чие 25 различных мутаций в этом гене, включая шесть мутаций Arg394Trp, одну мутацию Arg394Pro, две мутации в кодоне 396, а именно Asp396Asn в двух случаях и Asp396Gly в одном случае (Mueller, 1994). Синдром Ф разера (MIM 136680) обус­ ловлен мутацией в гене И/77, наследуется по аутосомно-рецессивному типу, харак­ теризуется как гонадальной дисгенезией, так и аномалиями почек, которые приво­ дят к развитию гонадных тяжей в сочета­ нии с нефротическим синдромом. Синд­ ром Фразера в сочетании с генотипом XY приводит к реверсии пола. У индивидов с кариотипом 46,XY наблюдается женский фенотип с персистенцией мюллеровых протоков, а также нефропатией. Степень тяжести нефропатии варьирует. К ам п ом ел и ческая дисплазия (MIM 114290) характеризуется нарушениями опорно-двигательной системы и сопро­ вождается искривлением нижних конеч­ ностей, лицевыми дисморфиями, малень­ ким размером грудной клетки, наблюдает­ 146 Механизм ся трахеобронхомаляция. Среди индиви­ дов с кампомелической дисплазией отме­ чают высокую частоту встречаемости слу­ чаев реверсии пола (пациенты женского пола с кариотипом 46,XY). Цитогенетичес­ кий анализ выявил у некоторых пациентов с кампомелической дисплазией хр о м о ­ сомные аномалии, в которых задейство­ ван участок длинного плеча хромосомы 17. Это позволило установить, что ген SOX9, картированный в участке 17q24.325.1, ответственен за указанное патологи­ ческое состояние. У пациентов женского пола с кариотипом 46,XY и кампомеличес­ кой дисплазией выявлены мутации гена SOX9, ведущие к потере его функции, что свидетельствует о критической роли гена SOX9 в детерминации пола. Наряду с эти­ ми случаями описана кампомелическая дисплазия без реверсии пола. Таким образом, нарушения генов, ответ­ ственных за детерминацию пола, ведут к полной или частичной гонадальной дисгене­ зии (Е.А. Веникова и др., 1993; В.Б. Черных и Л.Ф. Курило, 2001а). Однако в большинстве случаев гонадальной дисгенезии у индиви­ дов с кариотипом 46,XY генная мутация отсут­ ствует. Выявление и характеристика новых, не известных на сегодня генов, задейство­ ванных в детерминации пола, имеет боль­ шое значение для постановки диагноза, вы­ бора тактики лечения и медико-генетичес­ кого консультирования пациентов. Половая диф ф еренцировка является сложным процессом, который зависит от генетического и гормонального факторов (Parker et al., 1999; Net and Parada, 2000; Park and Jameson, 2005). Переход от бипотенциальной гонады к развитию яичек опосредован действием аутосомных и гоносомных генов, благодаря которому про- Женская мочеполовая система Индифферентные структуры Мужская мочеполовая система -------------------------- Сперматозоиды Ооциты Яичники Бипотенциальная гонада Яички ------------------------------------- Сеть яичка, придатки яичек, семявыносящие протоки, семенные пузырьки Вольфовы протоки Матка, фаллопиевы трубы, верхний свод влагалища Мюллеровы протоки Нижняя часть влагалища, мочевой пузырь, уретра Урогенитальный синус Клитор Половой бугорок Малые половые губы Половые складки Большие половые губы Скротолабиальные складки Предстательная железа, бул ьбоу ретрал ьн ые железы, мочевой пузырь, проксимальная часть уретры И /• Л Половой член Дистальная часть уретры Г Мошонка Рис. 2 .1 8 . Дифференцировка структур мочеполовой системы у человека исходит не только процесс развития яичек, но и развитие и дифференцировка внутренних и наружных половых органов, а также начало сперматогенеза. До конца 6-й недели эмбрионального развития мо­ чеполовая система остается бипотенциальной и состоит из гонад, примордиаль­ ных половых клеток, вольфовых протоков (мезонеф рос) и мюллеровых протоков (парамезонефрос) (рис. 2 .1 8 ). Процесс половой диф ф еренцировки у эмбрионов мужского пола инициируется с началом экспрессии гена SRY, а дальней­ шая детерминация и развитие яичек тре­ буют взаимодействия комплексного кас­ када генов SRY, WT1, SOX9. Под контролем хромосомы У а именно гена SRY, происходит развитие яичек, форми­ рование семенных канальцев, выстланных предшественниками клеток Сертоли, в ко­ торых находятся гоноциты - просперматогонии. До конца 9-й недели мезенхима, разделяющая зачатки семенных каналь­ цев, дает начало интерстициальным клет­ кам, которые дифференцируются в клетки Лейдига. Таким образом, яички формиру­ ются из двух различных типов клеток и со­ держат семенные канальцы с клетками Сертоли и гоноцитами, а также интерсти­ циальную ткань с клетками Лейдига. На рис. 2 .1 9 представлена дифференци­ ровка мужских и женских внутренних и на­ ружных половых органов в ходе эмбрио­ нального развития. 147 Глава II. Патофизиологические механизмы и генетические аспекты нарушения репродуктивной функции у Мужчины Недели эмбрионального Мужской пол Женский пол развития Формирование зачатков семявыносящих протоков Миграция половых клеток из дорсальной энтодермы желточного мешка в гонаду 4-я неделя 4 -5 -я недели 4 -6 -я недели Отделение клоаки Внедрение клеток мезонефроса в гонаду (будущие клетки Лейдига) Секреция АМГ клетками Сертоли, клетками Лейдига тестостерона (9-я неделя), дегенерация мюллеровых протоков — 7-я неделя _ I 8 - 1 0-я недели Каудальное сращение мюллеровых протоков с последующим образованием свода влагалища П П Г1 ГП ГП ГП П П Н Р П —, Начало секреции ЛГ, рост полового бугорка, начало сращения генитальных складок и опущения яичек, формирование простаты из урогенитального синуса Начало пульсаторной секреции ЛГ Пик секреции тестостерона, сформирована пениальная уретра ( 1 2 - 14-я недели) 10-я неделя ____ Завершение опущения яичек, продолжение роста полового члена J Миграция половых клеток из дорсальной энтодермы желточного мешка в яичники 1 1 - 1 2-я недели — — — 12-1 б-я недели 20-я неделя J I Формирование матки из сращенной части мюллеровых протоков к 1б-й неделе; первые овариальные фолликулы Пик количества ооцитов, наличие примордиальных фолликулов с клетками гранулезы, процесс образования влагалища завершен 2 5 -3 5 -я недели Рис. 2 .1 9 . Этапы половой дифференцировки мужских и женских внутренних и наружных половых органов в ходе эмбрионального развития 148 __ '" Н И Г Рис. 2 .2 0 . Функция тестостерона и АМГ во время внутриутробного развития: 1579- клетки Лейдига; 2 - клетки Сертоли; 3 - тестостерон; 4 - АМГ; развитие вольфовых протоков; 6 - регрессия мюллеровых протоков; дигидротестостерон; 8 - андрогенный рецептор; развитие наружных половых органов по мужскому типу. Клетки Лейдига и клетки Сертоли начина­ ют вырабатывать гормоны, необходимые для дальнейшей половой диф ф еренци­ ровки - развития мужских внутренних и наружных половых органов (рис. 2 .2 0 ). ловых органов также находится под конт­ ролем андрогенов (тестостерона), что бы­ ло доказано при наблюдении пациентов с реверсией пола, для которых характерен дефицит этого фермента. В клетках Лейдига происходит выработка стероидных гормонов - тестостерона и дигидротестостерона, действие которых необходимо для дифференцировки воль­ фовых протоков в придатки яичек, семявыносящие протоки, семенные пузырьки. Дифференцировка мужских наружных по­ Выработка АМГ начинается на 8-й неделе развития плода мужского пола и необхо­ дима для регрессии мюллеровых прото­ ков, которые в эмбрионах женского пола дают начало развитию матки, фаллопие­ вых труб и верхнего свода влагалища. Следующим этапом после заверш ения 149 Глава II. Патофизиологические механизмы и генетические аспекты нарушения репродуктивной функции у Мужчины -► I 11 Дефицит WNT4, НОХА9, 10, 11, 13 12 «► Дефицит SF1 Етх2, GATA4, 5F1 Liml, Lhx9, Wt1 Избыток 14 ' DAX1 Дефицит WT1 Дефицит 8 SRY, 50X9 13 15 10 Рис. 2 .2 1 . Генетическая регуляция половой дифференцировки (цит. по McLaughlin and Donahoe, 2004): I - нотохорд; 2 - промежуточная мезодерма; 3 - урогенитальный гребень; 4 - гонада; 5 - надпочечник; 6 - почка; 7 - яичник; 8 - яичко; 9 - производные мюллеровых протоков; 10 - производные вольфовых протоков; I I - агенезия мюллеровых протоков; 12 - агенезия гонад и надпочечников; 13 - агенезия почек и гонад; 14 - смешанная гонадальная дисгенезия; 15 - истинная гонадальная дисгенезия. дифференцировки пола является феноти­ пическая дифференцировка, в ходе кото­ рой существенную роль играет гипоталамо-гипофизарно-гонадная регуляция вы­ работки стероидных гормонов. Половое созревание может рассматриваться как вторая фаза половой дифференцировки. станция, синтезируется клетками Сертоли с момента начала половой дифференцировки у эмбриона и сохраняет высокий уровень секреции до начала пубертатного периода, затем секреция резко подавляется. Низкий уровень продуцирования АМГ сохраняется у мужчины во взрослом возрасте. Таким образом, развитие половой систе­ мы обусловлено интеграцией двух процес­ сов - дифференцировки гонад и функцио­ нирования гипотал ам о-гипоф изарно-го­ надной системы. Современные молеку­ лярные исследования позволяют изучать экспрессию генов, задействованных в по­ ловой дифференцировке и гормональной регуляции (рис. 2 .2 1 ). АМГ наряду с тестостероном является ключевым гормоном в дифференцировке пола по мужскому типу (В.Б. Черных и Л.Ф . Курило, 2001 в; Lane and Lee, 1999; Teixeira et al., 2001). Секреция АМГ иниции­ руется непосредственно после начала дифференцировки гонад по мужскому ти ­ пу на 6-й неделе эмбрионального разви­ тия (Taguchi et al., 1984; Oppelt et al., 2005). АМГ, или фактор регрессии мюллеровых протоков, мюллерова ингибирующая суб­ Воздействуя на клетки-мишени, АМГ вы­ зывает регрессию мюллеровых протоков 150 до конца 9-й недели эмбрионального раз­ вития и играет важную роль в развитии яичек, созревании половых клеток. Нару­ шение реализации биологической функ­ ции АМГ на любом этапе АМГ-сигнального пути может приводить к развитию синдро­ ма персистенции мюллеровых протоков, который рассмотрен ниже. Для мальчиков с крипторхизмом и детей с интерсексуаль­ ными состояними характерен аномально низкий уровень концентрации АМГ в сыво­ ротке крови (Oppelt et al., 2005). АМГ представляет собой гомодимер, гли­ копротеид молекулярной массой около 145 кДа и содержит высококонсерватив­ ный биологически активный GC-богатый домен, который имеет структурную гом о­ логию с функциональными доменами бел­ ков семейства трансформирующего фак­ тора роста р у человека. Действие АМГ реализуется путем связыва­ ния его с АМГ-рецепторным комплексом с последующей активацией. АМГ-рецепторный комплекс состоит из двух рецепторов: главного рецептора (АМГ-рецептор II типа) и корецептора (АМГ-рецептор I типа). Оба рецептора являются трансмембранными серин/треониновыми киназами с одним трансмембранным доменом и имеют струк­ турную гомологию с рецепторами транс­ формирующего фактора роста (3. Первоначально АМГ связывается с АМГрецептором II типа, активируя его. АМ Г-ре­ цептор II типа, в свою очередь, активирует корецептор, фосфорилируя его. В процес­ се половой дифференцировки ген А М Н (anti-M ullerian hormone) (MIM 600957) опосредованно активируется геном SRY, так как промотор гена АМН содержит распознающий сайт, с которым связывает­ ся консенсусная ДЯУ-последовательность (ААСААТ/А), что было продемонстрирова­ но в условиях in vitro. В свою очередь гены SF1 и SOX9 синергично активируют промо­ тор гена АМН, причем ген SOX9 в большей степени действует как качественный акти­ ватор, a SF1 - как количественный регуля­ тор экспрессии гена АМН. В активации АМН участвуют также гены WT1 и GATA4 (Arango et al., 1999; Tremblay and Viger, 1999; Warne and Kanumakala, 2002). Нару­ шения реализации биологической функции АМГ могут происходить на любом этапе АМГ-сигнального пути, обусловливая раз­ витие синдрома персистенции мюллеро­ вых протоков. Возможны следующие нару­ шения биологической функции АМГ: отсут­ ствие АМГ или снижение его секреции в клетках Сертоли, низкая активность секретируемого гормона, отсутствие АМГ-рецептора или его сниженная активность. Таким образом, к возникновению синдрома персистенции мюллеровых протоков приво­ дят как мутации в гене АМН, так и мутации, нарушающие функцию АМГ-рецептора. Ген, кодирующий АМГ, картирован в участке р13.3 хромосомы 19, содержит пять экзонов и кодирует димерный гликопротеид, состоящий из 560 аминокислотных остат­ ков, его размер составляет около 3 тыс п.н. (Cate et a l., 1986; Picard e ta l., 1986; Teixeira et al., 2001). Ген, кодирующий АМГ-рецептор I, точно не установлен. АМГ-рецептор II типа кодируется геном AMHRII, который локализован в участке q 13 хромосомы 12, состоит из 11 экзонов, при этом экзоны 1-3 кодируют сигнальный и внеклеточный домены, экзон 4 - транс­ мембранный, экзоны 5-11 - внутриклеточ­ ный домен (Imbeaud et al., 1995). Кроме мезенхимных клеток мюллеровых протоков, экспрессия гена AMHII обнару­ жена в клетках Сертоли яичек и клетках гранулезы яичников. Этот факт предпола­ гает возможность аутокринного действия АМГ на эти клетки. Исследования мутаций в гене АМН и гене AMHII показали, что первые три экзона ге­ на АМН наиболее предрасположены к воз­ никновению мутаций. Также были выявле­ ны точковые мутации в гене AMHII (экзон 1, З’-концевая половина экзона 5). Сущест­ вует предположение, что эти участки явля­ ются "горячими точками" мутаций, вклю­ чая короткие делеции и миссенс-мутации. Ген DAX1 (DSS-AHC critical region on the X chromosome 1, gene 1) (MIM 300473) кар­ тирован в коротком плече (р 2 1.2-21.3) хромосомы X, экспрессируется в половых валиках в критический для половой диф- 151 Глава II. Патофизиологические механизмы и генетические аспекты нарушения репродуктивной функции у Мужчины ф еренцировки период (Bardoni et al., 1994). Экспрессия гена DAX1 отмечена также в гипоталамусе, гипофизе и коре надпочечников. Мутации в гене выявляют у пациентов с гипогонадотропным гипогонадизмом при врожденной гипоплазии ко­ ры надпочечников. У пациентов с мутациями гена DAX1 при гистологическом анализе яичка наблюдают отсутствие половых клеток и незрелые клет­ ки Сертоли, что позволяет предположить, что DAX1 играет важную роль в функциони­ ровании клеток Сертоли. В случаях дуплика­ ции сегмента р21 хромосомы X у индивидов с кариотипом 46,XY наблюдается реверсия пола. Состояние наличия двух активных ко­ пий Хр21 называют доза-чувствительной реверсией пола (dosage-sensitive sex rever­ sal - DSS). В то же время делеция DSS-локуса приводит с Х-сцепленной форме врож­ денной гипоплазии коры надпочечников. У женщин ген DAX1 отвечает за развитие яич­ ников, тогда как у мужчин его действие ре­ прессируется. Экспрессия гена DAX1 может ингибироваться в тканях яичка, не препят­ ствуя его формированию. Персистентность экспрессии DAX1 у плодов с кариотипом 46,XX соответствует его функции в форми­ ровании яичников. При наличии двойной дозы DAX1 yXY-индивидов с тандемной дуп­ ликацией DSS-AHC критического района хромосомы X ингибирование экспрессии DAX1 может быть неполным, что обеспечи­ вает инициацию развития яичников и пре­ пятствует развитию яичек, обусловливая XYреверсию пола. ных системах было показано, что ген Dax1 может ингибировать экспрессию ряда ге­ нов. Начало экспрессии гена DAX1 совпа­ дает с активацией гена SRY, однако акти­ вация последнего приводит к подавлению экспрессии гена DAX1 (явление коэкспрессии). В промоторной части гена DAX1 рас­ положен сайт, распознающий ген SF1. Помимо перечисленных генов, в половой дифференцировке задействованы и другие гены, от функционирования которых зави­ сит нормальное развитие репродуктивной системы, в том числе ген CFTR. Ген CFTR (cystic fibrosis transmembrane conductance regulator) (MIM 602421) отвечает за транс­ мембранный белок хлорных каналов. У но­ сителей мутации в гомозиготном состоя­ нии наблюдается муковисцидоз. Ген разме­ ром 250 тыс п.н. картирован в длинном пле­ че хромосомы 7 (7q31) и содержит 27 экзонов (Zielenski et al., 1991а). У мужчин, носи­ телей мутантного гена в сочетании с Т-аллелем гена CFTR, могут наблюдаться ано­ малии придатков яичек, а именно двусто­ роннее отсутствие семявыносящих прото­ ков, что обусловливает азооспермию. Адекватное ф ункционирование тр а нс­ мембранного белка, кодируемого геном CFTR, необходимо для нормального функ­ ционирования репродуктивной системы у мужчины. Рассмотрим синдромы и патологические состояния, обусловленные мутациями генов, задействованных в дифференцировке пола. Детерминация пола и последующая поло­ вая дифференцировка представляют слож­ Исследования с использованием модель­ ные процессы, включающие взаимодей­ ных систем позволили установить роль ге­ ствие генов, метаболические пути синтеза на SRYв подавлении экспрессии DAX1 у стероидных гормонов и активацию генов, а эмбрионов мужского пола. Эксперименты также регуляцию гормонов путем взаимо­ на трансгенных XY мышах, носителях до­ действия лигандов с соответствующими полнительных копий D, свидетельству­ рецепторами. Мутация одного из генов, ют о том, что Dax1 может противостоять участвующих в этом комплексном процес­ действию Sry. Отсутствие реверсии пола у се, приводит к фенотипическим изменени­ мышей, носителей "правильной" хромосо­ ям. Эти гены картированы как на аутосомах, мы Y может быть вызвано не только приро­ так и на гоносомах, поэтому можно просле­ дой модельной системы, но и тем фактом, дить Y-сцепленные (ген SRY), Х-сцепленные что механизмы детерминации пола на мо­ (ген DAX1), аутосомно-рецессивные и аутолекулярном уровне развиваются быстро, а сомно-доминантные заболевания. Большин­ также наличием одного или более допол­ ство мутаций возникают de novo, поскольку нительных генов в DSS-AHC критическом пораженные индивиды бесплодны. районе хромосомы X, действующих совме­ стно (синергизм) с DAX1. Также на модель­ 152 Нарушения реализации биологической функции АМГ на любом этапе АМ Г-сигнального пути могут приводить к развитию сийдрома персистенции мюллеровых про­ токов. Причины нарушений АМГ-сигнального пути включают отсутствие или снижен­ ный уровень секреции АМГ в клетках Серто­ ли, низкую активность секретируемого гор­ мона, отсутствие АМГ-рецептора или его сниженную активность. Синдром персис­ тенции мюллеровых протоков (MIM 261550) является редким клиническим со­ стоянием, которое наследуется по аутосомно-рецессивному типу и возникает в ре­ зультате мутаций в гене, кодирующем АМГ, или в гене, кодирующем рецептор АМГ (Teixeira et al., 2001). Различают два типа синдрома персистенции мюллеровых про­ токов: синдром персистенции мюллеровых протоков I типа и синдром персистенции мюллеровых протоков II типа. У мужчин с СПМП I наблюдается наслед­ ственная форма ложного гермафродитиз­ ма: наружные половые органы развиты нор­ мально по мужскому типу, присутствуют производные мюллеровых протоков, на­ блюдается односторонний крипторхизм в сочетании с врожденной паховой грыжей с противоположной стороны. При удалении грыжи у таких пациентов в грыжевом мешке обнаруживают гипоплазированную (рудимен­ тарную) матку с фаллопиевыми трубами производные мюллеровых протоков. Реже встречается вторая форма синдрома (СПМП II), при которой матка располагается в области малого таза, оба нормально диф­ ференцированных яичка находятся в ее ши­ рокой связке и при отсутствии крипторхизма содержат половые клетки. Другие сома­ тические симптомы отсутствуют, кроме редких случаев развития опухоли яичка, аденокарциномы толстой кишки, рака щи­ товидной железы. Женщины, гомозиготные носительницы му­ таций в гене АМН,имеют нормально разви­ тые наружные и внутренние половые органы, репродуктивная функция у них не нарушена. Данные о типах мутаций и частоте их встре­ чаемости у мужчин с СПМП свидетельствуют о том, что наиболее распространена (мажор­ ная мутация) делеция 27 п.н. в экзоне 10, ко­ торая в 42% случаев встречается в гомози­ готном состоянии, а в 58% случаев сочетает­ ся с миссенс-мутацией (Imbeaud et al., 1994, 1996). Если не учитывать эту мажорную мута­ цию, то 42% всех мутаций при СПМП прихо­ дится на АМН, а 33% - на ген, кодирующий рецептор АМГ Возможно, что остальные 23% мутации других генов, которые ответственны за передачу АМГ-сигнала. При дифференциальной диагностике анорхии и неопущения яичек у мальчиков с дву­ сторонним крипторхизмом измеряют кон­ центрацию АМГ в сыворотке крови. Как известно, обструктивная азооспермия в 25% случаев является следствием односто­ роннего или двустороннего врожденного от­ сутствия семявыносящих протоков (CBAVD) (MIM 277180). Врожденное отсутствие семявыносящего протока может быть изолиро­ ванным пороком (без муковисцидоза), явля­ ясь одной из причин обструктивной азоо­ спермии примерно у 1,5% бесплодных муж­ чин (Jequieretal., 1985; Culard etal., 1994; De Braekeleer and Ferec, 1996; Wong, 1998; Dohleetal., 1999; Jezequel etal., 2000; LewisJones et al., 2000; McCallum et al., 2001; Jarzabek et al., 2004). Эта аномалия возника­ ет на уровне половой дифференцировки, когда вольфовы протоки дифференцируют­ ся в семявыносящий проток мошонки и дис­ тальную часть придатка. Двустороннее или одностороннее отсутствие семявыносящего протока также может быть одним из прояв­ лений муковисцидоза (Anguiano et al., 1992; Oates and Amos, 1994; Viel et al., 2005). Муковисцидоз (MIM 219700) - одно из распространенных аутосомно-рецессивных заболеваний, этиологическим факто­ ром которого являются наследственные мутации в гене CFTR (Н.М. Гусаки др., 1996; Н.Г. Горовенко и др., 2000; Williams et al., 1993; Rave-Harel et al., 1995; Kerem and Kerem, 1996). Для этого гена характерно большое количество мутаций (>1000) и по­ лиморфных вариантов (>300), распростра­ ненных преимущественно среди европей­ цев с частотой от 1/2000-2500 до 1/29 но­ ворожденных (Zielensky et al., 1991 б,в). Наличие мутаций в обеих копиях гена CFTR ведет к развитию тяжелого систем­ ного заболевания - муковисцидоза, кото- 153 Глава II. Патофизиологические механизмы и генетические аспекты нарушения репродуктивной функции у Мужчины Мутации в гене CFTR \ Муковисцидоз Аномальные показатели спермограммы Врожденное двустороннее отсутствие семявыносящего протока Рис. 2 .2 2 . Последствия мутации в гене CFTR рый поражает весь организм, в первую очередь органы пищеварительной и дыха­ тельной систем. При наличии мутации в одной копии гена у мужчины наблюдают двустороннее или одностороннее отсутствие семявыносящих протоков, что является причиной обструктивной азооспермии и, соответ­ ственно, бесплодия (рис. 2 .2 2 ). При муковисцидозе и врожденном дву­ стороннем отсутствии семявыносящ его протока наиболее распространены мута­ ции AF508 и W1281X (Г.В. Макух и др., 2004; Costes e ta l., 1995; Wong, 1998). Для выявления мутации в гене CFTR муж­ чинам с идиопатическим бесплодием ре­ комендовано проведение генетического исследования перед использованием ВРТ. Крипторхизм (нарушение опущения яичек) (MIM 219050) - наиболее распространен­ ный врожденный дефект мочеполовой сис­ темы, который наблюдается у 1-4% ново­ рожденных мальчиков (Ivell and Hartung, 2003). Хирургическую коррекцию крипторхизма (орхиопексию) необходимо прово­ дить как можно раньше после рождения с целью снижения риска возникновения бес­ плодия и рака яичка во взрослом возрасте. В большинстве случаев этиология крипторхизма остается неизвестной, что обуслов­ 154 лено недостатком информации о механиз­ мах, регулирующих опущение яичек из брюшной полости в мошонку во время эмб­ риогенеза. Осуществление этого сложного многоэтапного процесса требует взаимо­ действия анатомических и гормональных факторов и включает две основные фазы трансабдоминальное и пахово-мошоноч­ ное опущение. В процессе опущения яичек существенную роль играют андрогены и АМГ, свидетельством чего является факт наличия крипторхизма при врожденных па­ тологических состояниях, вызванных нечув­ ствительностью к андрогенам. Как и другие аномалии половых органов, крипторхизм может быть обусловлен ге ­ нетическим фактором. Исследования на модельных системах, в частности на мы­ шах, позволили выделить гены, кандида­ ты на роль этиол огических ф акторов крипторхизма, первым из них был выяв­ лен ген Insl3 (insulin-like factor 3) (Nef and Parada, 1999). Исследования указанного патологического состояния у человека на молекулярном уровне также свидетель­ ствуют о критической роли генов INSL3 и GREAT/LGR8 (ген, кодирующий белок ре­ цептора INSL3) (Ferlin e ta l., 20036; Foresta and Ferlin, 2004; Foresta et al., 2004; Bogatcheva and Agoulnik, 2005; Ferlin et al., 2006). Генетический анализ позволил вы­ явить в гене GREAT/LGR8 (leucine-rich repeat-containing G protein-coupled recep­ tor 8) (MIM 606655) несколько функцио­ нальных мутаций (делеции), некоторые из них сегр е гир ую т в семье (Foresta and Ferlin, 2004; Bogatcheva and Agoulnik, 2005; Ferlin et a l., 2006). Ген INSL3(insulin-like 3) (MIM 146738) член relaxin-insulin семейства генов, экспрессируется в клетках Лейдига яичек в пре- и постнатальном периодах и в меньшем количестве - в клетках теки яич­ ников в постнатальном периоде. В насто­ ящее время проводятся исследования по выявлению связи между нарушениями ге­ на INSL3 и возникновением бесплодия, а также рака яичек (Ferlin et al., 2006). Также мутации в генах, задействованных в детерминации пола и половой дифференцировке, приводят к нарушению развития внутренних и наружных половых органов и интерсексуальным состояниям. Определить пол индивида с интерсексу­ альным состоянием зачастую бывает очень сложно: наружные гениталии по строению могут приближаться к женским с большим клитором или некоторым сра­ щением задней части половых губ; на д ру­ гом конце спектра вариабельности нахо­ дятся индивиды практически м уж ского пола с микропенией, с гипоспадией или без нее; наружные гениталии также могут иметь двойственное строение и визуали­ зируются в виде большого клитора либо маленького полового члена. Реверсия пола у человека означает несо­ ответствие между генотипическим и фе­ нотипическим полом. Интерсексуальные состояния можно подразделить на две ка­ тегории реверсии пола: первая - гонадальная дисгенезия - у индивидов мужс­ кого пола с кариотипом 46,XX или индиви­ дов женского пола с кариотипом 46,XY; вторая - частичная гонадальная д и с ге ­ незия - у индивидов с кариотипом 46,XY или 46,XX истинных гермафродитов. Ано­ малии детерминации пола, обусловливаю­ щие реверсию пола, возникают с частотой 1/15 000 новорожденных, среди них наи­ более часто встречается XY женская ре­ версия пола (XY female sex reversal). Для полного дисгенеза характерно наличие женских наружных гениталий, развитых мюллеровых структур (верхний свод вла­ галища, матка, фаллопиевы трубы), тяжевидных или фиброзных яичников или же частичная маскулинизация наружных ге­ ниталий - увеличенный клитор с половыми губами, напоминающ ими мошонку. При частичной гонадальной дисгенезии также наблюдается сочетание мюллеровых и вольфовых протоков наряду с частичной дифференцировкой яичек в тяжевидные структуры. У истинных гермаф родитов присутствует как овариальная, так и тести­ кулярная ткань. Частота возникновения случаев двойствен­ ного строения гениталий составляет 1/4200 новорожденных. Нарушения поло­ вой дифференцировки выявляют в следую­ щих группах пациентов: • новорожденные с двойственными генита­ лиями; • женщины, носительницы материала хро­ мосомы Y; • XX женщины с агенезией мюллеровых про­ токов (влагалище и матка отсутствуют) синдром М а йера-Р окитанского-К ю стера-Хаузера; • мужчины с наличием матки при кариотипе 46,XY (синдром персистенции мюллеровых протоков); • мужчины с кариотипом 46,XX. Мужчин с нарушениями половой диффе­ ренцировки можно подразделить на пять групп: гонадальная дисгенезия (кариотип 46,XY верифицируют билатеральные го ­ надные тяжи); частичная тестикулярная дисгенезия (кариотип 46,XY верифициру­ ют билатеральная дисгенезия яичек), из­ вестный также как дисгенетический мужс­ кой псевдогермафродитизм; асимметрич­ ная дифференцировка гонад (одно яичко и один гонадный тяж), известная как сме­ шанная гонадальная дисгенезия; истинный гермафродитизм (присутствуют ткани яич­ ка и яичника); мужчина с кариотипом 46,XX (наружные половые органы сформированы по мужскому типу, яички расположены в мошонке) (рис. 2 .2 3 ). Таким образом , на сегодня известно лишь ограниченное число генов, которые принимают участие в детерминации пола и половой диф ф еренцировке. М олеку- 155 156 возникновения интерсексуальных состояний Рис. 2.23. Механизмы Интерсексуальные состояния Глава II. Патофизиологические механизмы и генетические аспекты нарушения репродуктивной функции у Мужчины лярные и клеточные механизмы действия этих генов в большинстве с в о ­ ем остаются неизвестными. Дальнейшие исследования,в том числе с использова­ нием трансгенны х животных, позволят раскрыть механизмы функционирования генов в каскаде событий, определяющих детерминацию пола. 157 Глава II. Патофизиологические механизмы и генетические аспекты нарушения репродуктивной функции у Мужчины 2 .7 . Генетические аспекты нарушений гипоталамо-гипоф изарно-гонадной регуляции репродуктивной системы у мужчин Ф ункционирование половой системы, в том числе половое созревание и гаметогенез, находится под контролем гипоталамо-гипоф изарно-гонадного тракта. Для успешной реализации функций репродук­ тивной системы необходима экспрессия целой группы генов, которые кодируют гормоны гипоталамуса, гипофиза и гонад, а также их рецепторы (А.В. Коптева и др., 2000; В.Б. Черных и Л.Ф . Курило, 20016). Генетические механизмы ф ункционирова­ ния гипотал а м о-ги поф изарно-гонад ной системы расшифрованы, а выявление и идентификация мутаций в соответствую­ щих генах дают возможность объяснить возникновение и развитие того или иного патологического состояния. Бесплодие может быть обусловлено различными ти ­ пами мутаций, делеций, полиморф ных экспансий в регуляторных генах, ответ­ ственных за биосинтез гормонов, ф акто­ ров роста и андрогенных рецепторов. Мутации в генах, кодирующих гормоны ги п о т а л а м о -ги п о ф и з а р н о -го н а д н о го тракта, могут приводить к необратимым последствиям, от бесплодия до патологи­ ческих состояний, которые объединяются терминам и "м уж ской псевдогерм аф ро­ дитизм", "гипогонадотропны й гипогонадизм". Знания о мутациях в этих генах и их выявление обеспечивают своеврем ен­ ную диагностику, а также расшифровку м еханизмов развития п а тол оги ческого состояния, что им еет первостепенное значение при проведении м ед ико-гене­ тического консультирования и лечения. Р ассмотрим механизмы горм ональной регуляции гипотал ам о-гипоф изарно-гонадного тракта. Нормальное развитие половой системы и ее функционирование зависят от сложной скоординированной работы гипоталамуса, гипофиза и гонад. Ключевым звеном гор­ мональной регуляции являются подкорко­ вые образования и гипоталамус, который осуществляет взаимосвязь между цент­ ральной нервной системой, гипофизом и 158 половыми железами. Адекватная выработ­ ка спермы в яичках зависит от полноценно­ го функционирования системы гипоталам ус-гипоф из-гонады . Получая информа­ цию от центральной нервной системы и яичек, гипоталамус регулирует секрецию ГнРГ, который продуцируется гипоталаму­ сом пульсаторно и каждые 70-90 мин по­ ступает в портальный кровоток, достигая передней доли гипофиза. В гипофизе со­ держатся клетки-гонадотропы, в мембра­ нах которых расположены рецепторы ГнРГ. Эти клетки являются необходимым звеном в стимуляции синтеза и секреции ключевых гормонов гипоталамо-гипофизарно-гонадного тракта - гонадотропных гормонов ги ­ пофиза (ЛГ и ФСГ). Механизм действия ЛГ и ФСГ основан на процессе связывания гормонов с рецепторами клеточных мемб­ ран и запускает цепь следующих реакций: активацию аденилатциклазы, образование внутриклеточного цикличного аденозинмонофосфата, активацию протеинкиназ, фосфорилирование ядерных белков на уровне транскрипции, синтез необходимых белков в клетках органов-мишеней. ЛГ и ФСГ образую тся в базоф ильных клетках передней доли гипофиза и секретируются в импульсном режиме в ответ на пульсаторную выработку ГнРГ. С током крови оба гормона поступают в яички и регулируют синтез и секрецию мужских половых гормонов, а также образование половых клеток (сперматогенез). Как известно, к половым гормонам отно­ сятся АМГ, андрогены (тестостерон и д и ­ гидротестостерон), эстрогены (эстрадиол, эстрон, эстриол и др.). ЛГ стимулиру­ ет синтез и секрецию тестостерона клет­ ками Лейдига, который совместно с ФСГ стимулирует сперматогенез. ФСГ стим у­ лирует развитие семенных канальцев и яичек, а также, воздействуя на клетки Сертоли, активизирует процесс сперм а­ тогенеза, способствуя м и тотическом у делению спе рм атого ний, и необходим для завершения спермиогенеза. Рис. 2 .2 4 . Контроль секреции гонадотропинов половыми стероидными гормонами Регуляция секреции ФСГ у мужчин пред­ ставляет собой комплексный сбалансиро­ ванный процесс, включающий стимуляцию выработки ФСГ гипоталамусом при помо­ щи ГнРГ; ингибирование выработки ФСГ в результате действия стероидных гормонов (тестостерон и эстрогены) и ингибина В по принципу обратной связи; аутокринно-паракринную модуляцию активином и фоллистатином в гипофизе (рис. 2 .2 4 ). В яичках ЛГ связывается со специфически­ ми рецепторами клеток Лейдига, а ФСГ - с рецепторами клеток Сертоли. Внутрисек­ реторная (гормональная) функция яичек обеспечивается клетками Лейдига, кото­ рые располагаются вокруг извитых семен­ ных канальцев. Под влиянием ЛГ происхо­ дит индукция стероидогенеза. Клетки Сертоли расположены в семявыносящих канальцах и отделены от клеток Лейдига базальной мембраной. Продукты клеток Сертоли участвуют в эндокринной регуляции сперматогенеза. Для инициа­ ции сперматогенеза необходим тестосте­ рон, а процессы созревания сперматид и, соответственно, образования сперм ато­ 159 Глава II. Патофизиологические механизмы и генетические аспекты нарушения репродуктивной функции у Мужчины зоидов происходят с участием ФСГ. О с­ новные продукты клеток Сертоли включа­ ют АМГ, секретируемый в эмбриональном периоде; активин, стимулирующий се к­ рецию ФСГ; ингибин, блокирующий с е к­ рецию ФСГ. АМГ продуцируется клетками Сертоли и является ключевым гормоном при дифференцировке пола по мужскому типу наряду с тестостероном и гормонпродуцирующими клетками сетчатой з о ­ ны коры надпочечников. Активины, как и ингибины, относятся к семейству транс­ ф ормирующих факторов роста |3 (TGF|3) и вместе с фоллистатином участвуют в ре­ гуляции выработки гормонов гипоталам о -ги п о ф и за р н о -го н а д н о го тракта, а именно в регуляции секреции ФСГ. И нги­ бин и фоллистатин оказывают подавляю­ щее воздействие (эффект супрессии) на секрецию ФСГ в гипофизе, тогда как а к­ тивин - стим улирую щ ее воздействие (рис. 2 .2 4 ). Исследования, проведенные на трансгенных мышах, показали, что и з­ менение действия ингибина, активина и фоллистатина может приводить к нару­ шению фертильности. Активин, ингибин и фоллистатин проду­ цируются не только клетками Сертоли в яичках, но также во многих тканях, где они действуют как аутокринно, так и паракринно (Kumar et a l., 2001). Различают три типа активина - А, В и АВ, которые связываются с двумя типами рецепторов (рецептор активина НА типа - ActRIIA и рецептор активина ИВ типа - ActRIIB). Д елеция гена, кодирующ его рецептор акти­ вина НА типа (ActRIIA), обусловливает снижение фертильности у мужчин и б е с­ плодие у женщин (Achermann and Jameson, 1999; Risbridger and Cancilla, 2000). Ингибин представляет собой гликопроте­ ин, гетеродим ер, белок молекулярной массой 332 кДа, который состоит из а- и одной из двух разных (3-субъединиц: (3Асубъединицы (ингибин А) и (Зв-субъединицы (ингибин В), связанных между со ­ бой дисульфидными мостиками. Главной формой циркулирующ его в крови ингиби­ на у мужчин является ингибин В, который служит маркером сперматогенеза (Luisi et al., 2005). Структура ингибина гом оло­ гична структуре АМГ. 160 Ингибин избирательно подавляет высво­ бождение ФСГ из передней доли гипоф и­ за, не влияет на синтез ЛГ, обладает паракринным действием в гонадах. Концен­ трация этого гормона в сыворотке крови обратно пропорциональна концентрации ФСГ, поскольку ингибин является отрица­ тельным эндокринным модулятором ФСГ (Anawalt et al., 1996; Hayes et al., 2001; Luisi et al., 2005). Нарушение сперм ато­ генеза сопровождается снижением уров­ ня ингибина и повышением уровня се кре ­ ции ФСГ. Измерение уровня ингибина в сы воротке крови позволяет оценить ф ункционирование клеток Сертоли и сперматогенез. В норме концентрация ингибина в сыворотке крови постоянна и составляет 480 пг/м л; снижение уровня ингибина свидетельствует о нарушении сперматогенеза и наблюдается у мужчин с бесплодием. Помимо ЛГ и ФСГ, в передней доле гипо­ физа секретируется также гормон пролактин, который принимает участие в выра­ ботке тестостерона и регуляции жирового обмена. Повышенный уровень пролактина оказывает ингибирующее влияние на се к­ рецию ГнРГ, подавляя, соответственно, секрецию ЛГ и тестостерона, что обуслов­ ливает гиперпролактинемический гипогонадизм. Повышенное содержание пролак­ тина в крови (гиперпролактинемия) явля­ ется следствием ряда заболеваний и па­ тологических состояний и встречается примерно в 40% случаев бесплодия, свя­ занного с нарушением гипоталамо-гипоф изарно-гонадного тракта. Таким образом, при условии полноценно­ го функционирования гипоталам о-гипоф изарно-гонадной системы и нормально­ го сперматогенеза уровень содержания гонадотропинов и стероидных гормонов строго контролируется. Нарушения гипоталам о-гипоф изарной-гонадной системы приводят к снижению уровня ФСГ, ЛГ и тестостерона, и, соответственно, к сн и ­ жению выработки сперм атозоидов и уменьш ению размера яичек. Вместе с тем, неполноценное ф ункционирование клеток Сертоли и Лейдига приводит к по­ вышению концентрации Ф СГ и ЛГ по принципу обратной связи. И дентиф ицированы различные ге н е ти ­ ческие нарушения на всех уровнях ги п о ­ та л ам о-гип о ф иза р н о -го н а д н о го тракта, обусловливающие гипогонадизм. В ги п о ­ тал ам о-гипоф изарно-гонадной систем е выделяют три ключевых уровня, на каж­ дом из которых мутации генов обусловли­ вают нарушения развития или ф ункцио­ нирования репродуктивной систем ы . Среди наиболее распространенных пато­ логических состояний на уровне гипота­ ламуса следует выделить нарушение вы­ работки ГнРГ вследствие мутации в гене KAL1 (синдром Каллманна) и гене DAX1 (Х-сцепленная гипоплазия коры надпо­ чечников и гипогонадотропный гипогона­ д изм , наруш ение сперм атоге н е за ); на уровне гипоф иза - мутации в гене, коди­ рующем р-субъединицу ЛГ (гипогонадо­ тропный гипогонадизм); на уровне яичек мутации в генах, кодирующих рецепторы ЛГ и ФСГ (гипергонадотропный гипогона­ дизм), а также мутации в генах, кодирую ­ щих андрогены и их рецепторы (Huhtaniemi and Themmen, 2005). Все гены, которые кодируют гормоны гипоталамо-гипоф изарно-гонадной систе ­ мы, являются структурны ми. Известны делеции, точковые и динамические мута­ ции этих генов. Наибольшее количество мутаций выявлено в генах, кодирующих рецепторы ЛГ и Ф СГ (Them m en and Huntaniemi, 2000; Achermann et al., 2001a; Huhtaniemi and Themmen, 2005). Рассмот­ рим гены, кодирующие ГнРГ, ФСГ, Л Г, а также гены, кодирующие рецепторы этих гормонов. ГнРГ является ключевым нейрорегулято­ ром р е продуктивного процесса, п р ед ­ ставляет собой д екапептид,синтезирует­ ся в гипоталам усе и пульсаторно поступает через кровоток в гонадотропин-синтезирующ ие клетки передней д о ­ ли гипофиза, регулируя синтез и се кре ­ цию гонадотропинов - ЛГ и ФСГ. Ген, ко­ дирующий ГнРГ (GNRH1 - gonadotropinreleasing horm one-1) (MIM 152760), кар­ тирован в участке р21-р11.2 хромосомы 8, содержит четыре экзона (Yang-Feng et al., 1986; Weiss et al., 1989). Мутации в указанном гене не выявлены, однако и з­ вестен полиморфизм, связь которого с клиническими проявлениями не выявле­ на. Ген, кодирующий ГнРГ-рецептор gonadotropin-releasing hormone receptor) (MIM 138850), расположен в участке q21.2 хромосомы 4 и содержит три экзона (Kaiser et al., 1994; Kottler et al., 1995). В гене выяв­ лены следующие миссенс-мутации: в од­ ном аллеле произошла замена гуанина на аденин в положении 317 (317G ^A ), что привело к замене глутамина на аргинин в положении 106 белка, а во втором - заме­ на аденина на гуанин в положении 785 (785А—>G), что привело к замене аргинина на глутамин в положении 262 белка (De Roux et al., 1997; Beranova et al., 2001; Millar et al., 2004; Sedlmeyer et al., 2005). Гонадотропные гормоны, а именно ЛГ, ФСГ, хорионический гонадотропин и тиротропный гормон, относятся к гликопротеиновым гормонам. Все они представляют собой ге­ теродимеры и характеризуются наличием общей а-субъединицы и уникальной Р-субъединицы. Активность каждого гор­ мона проявляется только после объедине­ ния а- и р-субъединиц в димер. В настоя­ щее время инактивирующие мутации в гене, кодирующем а-субъединицу, не опи­ саны, тогда как известны редкие случаи му­ таций в гене, кодирующем р-субъединицу. ФСГ и Л Г имеют молекулярную массу 25 кДа, горм ональная специф ичность каждого из них определяется р-субъединицей. Трансляция генов, кодирую щ их субъединицы, осуществляется с разных мРНК. Ген, кодирующ ий а-субъединицу обоих гормонов, расположен в участке q 12.21 хромосомы 6 и содержит четыре экзона (Jam eson, 1996; Themmen and Huhtaniemi, 2000). В указанном гене мута­ ции не обнаружены. Ген, кодирую щ ий р-субъединицу ФСГ (FSHB - follicle-stim ulating hormone, beta polypeptide) (MIM 136530), картирован в участке р 13 хромосомы 11 (Cheng and Leung, 2005). Мутации гена FSHB обус­ ловливают снижение активности ФСГ и, соответственно, количественный изоли­ рованный дефицит ФСГ при нормальных уровнях ЛГ и тестостерона (Jam eson, 1996; Them m en and H uhtaniem i, 2000; Cheng and Leung, 2005; Themmen, 2005). 161 Глава II. Патофизиологические механизмы и генетические аспекты нарушения репродуктивной функции у Мужчины Изолированный дефицит ФСГ при нор­ мальных уровнях ЛГ и тестостерона отм е­ чают у мужчин с гипогонадизмом и нару­ шениями сперм атогенеза: от незначи­ тельного снижения числа сперм атозои­ дов в эякуляте до блокирования сперм а­ тогенеза на уровне сперматоцитов или сперматид (Maroulis et al., 1977; Hagg et al., 1978; Lindstedt et al., 1998; Phillip et al., 1998; Themmen and Huhtaniem i, 2000; Cheng and Leung, 2005; Themmen, 2005). У некоторы х пациентов наблюдается синдром "только клетки Сертоли” , или синдром Дель Кастильо. Ш ирокий круг различных патологических изм енений сперматогенеза у пациентов с изолиро­ ванным дефицитом ФСГ указывает на на­ личие взаимодействия продуктов многих генов при этом генетическом нарушении. Одной из первых была описана делеция двух нуклеотидов в 61-м кодоне экзона 3 с образованием стоп-кодона, что приво­ дит к синтезу укороченной полипептидной цепи р-субъединицы ФСГ. тивности гормона. При мутации первого типа теряется способность гормона свя­ зываться с рецептором клетки-мишени, а при мутации второго типа нарушается связывание двух субъединиц и, соответ­ ственно, секреция ЛГ (Weiss et al., 1992; Valdes-Socin et al., 2004). У носителей этих мутаций наблюдают низкий уровень те с­ тостерона, задержку полового развития и остановку сперматогенеза. Изолирован­ ная недостаточность секреции ЛГ была впервые описана у мужчин с синдромом Каллманна (Lieblich et al., 1982; Wortsman and Hughes, 1996). Ген, кодирующий рецептор ФСГ (FSHR follicle-stim ulating hormone receptor) (MIM 136435), расположен в участке р21-р16 хромосомы 2 и содержит десять экзонов (Rousseau-Merck et al., 1993). Впервые му­ тация в FSHR была описана при обследо­ вании женщин с гипергонадотропным ги ­ погонадизмом. Скрининг мутаций в гене, кодирующем рецептор ФСГ, по всем деся­ ти экзонам у мужчин с бесплодием пока­ зал, что дефекты ФСГ-рецепторной функ­ ции являются редкой причиной мужского бесплодия (Tuerlings et al., 1998; Allen et al., 2003). У мужчин с мутациями в этом ге­ не отмечают нормальное половое разви­ тие, однако для них характерны повышен­ ный уровень ФСГ и олигозоосперм ия (Tapanainen et al., 1997). Помимо известных на сегодня двух инак­ тивирую щ их мутаций в гене, кодирую ­ щем (3-субъединицу Л Г, выявлены два ал­ лельных варианта - полиморф изм, обус­ ловленный точковыми мутациями. Пер­ вый из них приводит к замене триптоф а­ на на аргинин в положении 8 полипептид­ ной цепи, второй - к замене изолейцина на триптофан в положении 15 полипеп­ тидной цепи (Haavisto et al., 1995). Такой полиморф изм распространен в различ­ ных популяциях с частотой от 0 до 53% (Nilsson et al., 1997). У мальчиков, гом оили гетерозиготны х носителей вариан­ тов гена, кодирую щ его (3-субъединицу ЛГ, наблюдают задержку роста и умень­ шение объема яичек. У мужчин, гетеро­ зи го тн ы х носителей, отм ечаю т зн а ч и ­ тельное снижение концентрации тесто­ стерона в крови (Manna et al., 2002). На данный момент точно не известно, п р и ­ водит ли полиморф изм гена LHB к нару­ шению р епродуктивной систем ы , п о ­ скольку обнаружена довольно высокая частота встречаемости этих вариантов в популяциях ф ертильных индивидов (H uhtaniem i, 1996; H uhtaniem i and Pettersson, 1999). Ген, кодирующий р-субъединицу Л Г (LHB luteinizing hormone, beta polypeptide) (MIM 152780), картирован в участке q13.32 хро­ мосомы 19 (Jameson, 1996). В гене, коди­ рующем р-субъединицу ЛГ, описаны две инактивирующие мутации (миссенс-мутации), которые приводят к замене глутами­ на на аргинин в положении 54 (Gln54Arg) полипептидной цепи и глицина на аспара­ гин в положении 36 (Gly36Asp). Эти мута­ ции приводят к утрате биологической а к­ Ген, кодирующ ий рецептор ЛГ ( luteinizing h o rm o n e /c h o rio g o n a d o tro p in re ceptor) (MIM 152790), расположен в участке р21 хромосомы 2 и содержит 11 экзонов (Dufau, 1998). Наибольшее коли­ чество мутаций описано именно в гене LHCGR. В основном мутации выявляют в 11-м экзоне рецептора. По ф ункциональ­ ной значимости их классиф ицируют на мутации, активирующ ие и инактивирую ­ щие рецептор. Описан широкий спектр - - 162 Мутации в гене LHCGR - гтг. ■ ; Активирующие мутации Инактивирующие мутации Патологические состояния: Патологические состояния: • Преждевременное половое созревание (тестотоксикоз) • Аденома клеток Лейдига с тестотоксикозом у —'ir± ^ : II .' -J J • Мужской псевдогермафродитизм с гипоплазией клеток Лейдига • Гипогонадотропный гипогонадизм • Микропения - __ -... ..-.... -... .....-..... -..-....J Рис. 2 .2 5 . Типы мутаций в гене LHCGR и клинические последствия мутаций клинических проявлений этих мутаций, что обусловлено их генетическим поли­ морф измом. Спектр патологических с о ­ стояний, обусловленных мутациями в ге ­ не LHCGR, зависит от типа мутации: а к­ тивирующие приводят к преж деврем ен­ ному половому созреванию (тестотоксикозу), аденоме клеток Лейдига, сочетаю ­ щейся с преждевременным половым с о ­ зреванием; инактивирующие - к наруш е­ нию половой диф ференцировки, что про­ является в виде псевдогерм аф родитиз­ ма с гипоплазией клеток Лейдига, а та к­ же гипогонадотропного гипогонадизм а и микропении (рис. 2 .2 5 ). Первыми среди мутаций в гене LHCGR были выявлены активирующ ие мутации, клиническое проявление которых описа­ ли в 1981 г. Г. Шедеви и соавт. Ученые идентиф ицировали случай се м е йн о го преждевременного полового созревания (те сто то кси ко з), со про вож да ю щ его ся симметричным увеличением яичек в воз­ расте от трех до четырех лет, а также по­ вышенным уровнем тестостерона, н и з­ ким уровнем гонадотропинов, акселера­ цией и развитием вторичных половых признаков в раннем возрасте (Schedewie et al., 1981; Brunner and Otten, 1999). В отдельных случаях тестотоксикоз прояв­ ляется в возрасте до одного года (Brunner and Otten, 1999). Среди активи­ рующих мутаций в гене LHCGR известны как наследственные, так и возникш ие de novo, которые приводят к семейной или спорадической форме преждеврем енно­ го полового созревания у мальчиков, с о ­ ответственно. Наличие активирую щ их точковых мутаций в гене LHCGR у боль­ ных было впервые описано двумя неза­ висимыми группами исследователей в 1993 г. Ученые выявили аминокислотную замену (Asp578Gly) в шестом трансм ем б­ ранном се гм енте рецептора (ТМ 6) (Kremer et al., 1993; Shenker et al., 1993). В результате этой мутации клетки Л е йд и­ га синтезирую т тестостерон без стим у­ ляции ЛГ, что обусловливает преж девре­ менное половое созревание. У больных наиболее часто мутации выявляют в ш ес­ том трансмембранном сегменте рецеп­ тора (ТМ 6) и ф ланкирую щ ей третьей внутриклеточной петле (IL3), что п озво­ ляет считать эти участки "горячими точ­ ками" (hot spots) перестроек (Themmen and Huhtaniemi, 2000; Cheng and Leung, 2005). Помимо точковых мутаций в ТМ6 и IL3, известны также замены аминокислот и в д ругих се гм е нта х рецептора, за исключением ТМ4 и ТМ7. У пациентов с преждевременным половым созревани­ ем наиболее часто (82-90% ) выявляют точковую мутацию, приводящую к замене аспарагиновой кислоты на глутамин в по­ ложении 578 (Asp578Glu) (Gromoll et al., 1998; Kremer et al., 1999). Среди других описанных типов м иссенс-м утаций, ко ­ торые приводят к заменам аминокислот, отмечены Ala373Val, Leu457Arg, 163 Глава II. Патофизиологические механизмы и генетические аспекты нарушения репродуктивной функции у Мужчины Met571 lie, T h r577lle, lle542Leu, Cys581Arg, Asp564Gly, Ala468Val, Ala373Val, Ala572Val, Asp578Tyr, Cys581Arg, Met398Thr, Leu368Pro (Laue et al., 1995; Gromoll et al., 1998; Kremer et al., 1999; Ignacak et al., 2000; Themmen and Huhtaniemi, 2000; Themmen, 2005). Одна из перечисленных м иссенс-м утаций, которая приводит к замене метио­ нина на тир о зи н в положении 398 (M et398Thr), характеризуется неполной пенетрантностью, так как не у всех муж­ чин в семье с этой мутацией наблюдают преж деврем енное половое созревание (Evans et al., 1996; Ignacak et al., 2000). Возраст маниф естации те сто то ксико за варьирует в зависимости от типа мута­ ции - местоположения и характера зам е­ ны нуклеотида в гене Так, у маль­ чиков с миссенс-м утацией, приводящей к замене Asp578Tyr, тестотоксикоз про­ является в возрасте до одного года (M uller et al., 1998; Kremer e ta l., 1999). В литературе описаны также отдельные случаи преждевременного полового с о ­ зревания и трансф ормации клеток Л е й ­ дига у мальчиков с последующим обра­ зованием аденомы. У этих больных точковая м иссенс-м утация, приводящ ая к замене аспарагиновой кислоты на ги с ти ­ дин в положении 578 (Asp578His), была выявлена в самих клетках Лейдига (Liu et al., 1999; Canto et al., 2002). Наряду с активирую щ им и мутациями описаны различные типы инактивирую ­ щих, большинство из которых являются точковыми и происходят в 11 -м экзоне. В числе первых были описаны м иссен с-м у­ тация (Ala593Pro) в 6-м трансм ем бран­ ном сегменте гена LHCGR у пациента с мужским гермаф родитизмом и гипопла­ зией клеток Лейдига и нонсенс-мутация (C ys545-Stop) в 11-м экзоне гена LHCGR с последующей потерей функции рецеп­ тора в связи с появлением стоп-кодона в остатке 545 (Krem er et al., 1995; Laue et al., 1995; Latronico et al., 1998). В даль­ нейш ем были выявлены д руги е типы инактивирующих мутаций в гене LHCGR'. большие и маленькие делеции части ге ­ на, нонсенс-мутации, которые приводят к "усечению" молекулы белка, м иссенсмутации, инсерции, приводящ ие к сдвигу 164 рамки считы вания, что обусловливает синтез "усеченного" (truncated) белка. Так, делеция в 8-м экзоне приводит к полной дисф ункции рецептора ЛГ. Час­ тичная инактивация ф ункционирования рецептора ЛГ была обнаружена у пациен­ та с гом озиготной делецией экзона 10. Среди нонсенс-м утаций, выявленных в различных районах тра н см е м б ра нн о го домена, описаны Trp491-S top, Cys545Stop, A rg554-S top, Tyr612-S top (Cheng and Leung, 2005; Salameh et al., 2005). Эти мутации вызывают "усечение" моле­ кулы белка рецептора ЛГ и, с о о тв е т­ ственно, отсутствие части IL3 (ф ланкиру­ ющая третья внутриклеточная петля), ТМ6 и ТМ7 (трансмембранные сегменты 6 и 7 рецептора ЛГ). Делеция меньшего размера (Leu608Val609) в участке ТМ7 значительно, но не полностью подавляет функцию рецептора ЛГ (Latronico et al., 1998). Описаны следующие м иссенс-м утации: Cys131Arg, Cys343Ser, Cys543Arg, Glu354Lys, Leu502Pro, Phe194Val (Misrahi et al., 1997; Gromoll et al., 2002; Leung et al., 2004). Большинство перечисленных мутаций выявляют у пораженных го м о зи ­ готных носителей, и только отдельные случаи описаны у компаунд гетерозигот (Laue et al., 1995; Wu et al., 1998). В зависимости от характера поврежде­ ния инактивирующ ие мутации определя­ ют целый спектр клинических проявле­ ний, приводя к гипоплазии клеток Л е йд и­ га (синдром агенезии клеток Лейдига первоначальное название), которая м о­ жет быть выявлена в препубертатном, по др о стково м периодах, во взрослом возрасте, и возникает как спорадически, так и сегрегирует в семье. Принято р а з­ личать две формы синдром а агенезии клеток Лейдига: тяжелую форму с муж­ ским псевдогермаф родитизмом (со пр о ­ вождается низким уровнем тестостерона и высоким уровнем ЛГ, отсутствием вто­ ричных половых признаков, отсутствием в яичках зрелых клеток Лейдига) и менее тяжелую форму агенезии клеток Лейдига без п се вд оге р м а ф ро д итизм а (спектр проявления варьирует в ш ироких преде­ лах - от наличия микропении до тяжелой гипоспадии) (Toledo, 1992; Kremer et al., 1993; Zenteno et al., 1999). Ф актически г гипоплазия клеток Л е й д и га является следствием наруш ения детерм инации пола и половой диф ф еренцировки, обус­ ловленным отсутствием выработки те с ­ тостерона или низким уровнем его про­ дуцирования в связи с нарушением пере­ дачи сигнала рецептора ЛГ. Степень недоразвития яичек определя­ ется степенью нарушения диф ф еренци­ ровки наружных половых органов у маль­ чиков. Клинический полиморф изм обус­ ловлен генетическим полим орф измом, что отражается на степени остаточной активности рецептора ЛГ. При л егких формах патологического состояния, в от­ личие от классического варианта муж­ ско го герм аф родитизм а, наблюдается гипогонадизм, наружные половые о р га ­ ны мужского типа имеют выраженную ги ­ поплазию. Эти формы следует отличать от гипогонадизма у мужчин, обусловлен­ ного мутацией в гене LHB. Помимо мутаций в гене LHCGR, выявля­ ют также единичные нуклеотидные поли­ морфизмы (SNP), роль которых в возник­ новении патологического состояния до конца не изучена и требует дальнейш его исследования для определения возм ож ­ ности причинно-сл едственной связи с возникновением рака простаты у мужчин (Themmen, 2005). Рассмотрим патологические состояния, связанные с нарушением репродуктив­ ной функции у мужчин и обусловленные мутациями в генах, кодирующ их гор м о ­ ны, вырабатываемые гипоталамусом и гипоф изом . Сниженная секреция ГнРГ приводит к снижению продуцирования ЛГ, Ф С Г и стероидны х горм онов, что обусловливает нарушение полового с о ­ зревания и гипогонадотропны й ги п о го ­ надизм (Layman, 1999; Burns and Matzuk, 2002). Как известно, гипогонадальны й гипогонадизм объединяет целую группу патологических состояний, обусловлен­ ных деф ицитом или наруш ением действия тестостерона. Следует отметить, что нарушение се кре ­ ции тестостерона может быть вызвано дисф ункцией яичек, тогда речь идет о гипергонадотропном гипогонадизме. Секреция тестостерона может быть на­ рушена на всех уровнях ф ункционирова­ ния гипоталам о-гипоф изарно-гонадного тракта, в связи с чем различают первич­ ный (гипергонад отропны й)гипогонадизм (первичная тестикулярная недостаточ­ ность), возникающ ий в результате д и с ­ функции яичек, и вторичный (гип ого н а ­ дотропны й) ги п о го н а д и зм (вторичная тестикулярная недостаточность) как ре­ зультат наруш ения ф ункционирования гипоталамуса или гипоф иза. Э тиологи­ ческие ф акторы ги п о го н а д и зм а п р е д ­ ставлены на рис. 2 .2 6 . Остановимся более подробно на гипогонадотропном ги погонадизм е, который возникает в результате генетических на­ рушений на уровне гипоталамуса и ги п о ­ физа. Гипогонадотропны й гипогонадизм объ­ единяет ш ирокий спектр кли нических проявлений, которы е включают о тсут­ ствие или задержку полового созрева­ ния, снижение массы яичек, слабо выра­ женное пубархе, отсутствие роста волос на лице. Характерны е би охи м ически е признаки - низкий уровень тестостеро­ на, а также сниженные уровни ЛГ и ФСГ в сыворотке крови пациента. Установлена связь между мутациями ге ­ нов, кодирующих ГнРГ, ЛГ и ФСГ, и разви­ тием гипогонадотропного гипогонадизма (Layman, 1999; P itteloud et al., 2002; Silveira et al., 2002; Bhagavath et al., 2006). Следует отметить, что гипогонадотроп­ ный гипогонадизм может быть одной из клинических особенностей целого ряда синдромов, в том числе связанных с импринтингом (синдром П радера-В илли) (рис. 2 .2 6 ). Как известно, аномальная секреция ГнРГ обусловливает низкие уровни содерж а­ ния ФСГ и ЛГ, отсутствие или нарушение действия тестостерона и дефект сперм а­ тогенеза. Такие нарушения приводят к изолированному деф ициту гонад отроп­ ных гормонов в виде отдельного заболе­ вания, что встречается очень редко. В большинстве случаев деф ицит гонад о­ тропных гормонов сочетается с другими аномалиям и развития, среди которы х 165 П радера-В илл и Барде-Бидля Синдромы Л о ур е н са -М ун а t ГИПОГОНАДИЗМ Нарушение секреции ГнРГ Нарушение выработки гонадотропных гормонов V........ ............J Синдром Каллманна М утации в гене D A X 1 Нарушение биосинтеза и секреции тестостерона Деф ицит 5а-редуктазы ЛГ М утации в гене GNRHR у Х-сцепленная патология Нарушение биосинтеза, метаболизма стероидных гормонов и их рецепторов "Мутации в гене' У V ... LHCGR ► Мутации в гене — ► FSGR V , У Транскрипционны е факторы гипофиза Синдром нечувствительности к андрогенам Синдром нечувствительности к эстрогенам Болезнь Кеннеди I— I к 1 £ Рис. 2 .2 6 . Этиологические факторы гипогонадизма Таблица 2 .1 7 . Перечень генов, мутации в которых обусловливают изолированный гипогонадотропный гипогонадизм Ген Локализация гена на хромосоме Тип наследования 1 Д Х-сцепленный Клинические признаки KAL1 (Kallmann syndrome-1 sequence (anosmin-1)) (MIM 308700) Хр22.3 FGFR1 (fibroblast growth factor receptor-1 (fms-related tyrosine kinase-2)) (MIM 136350) 8 р 1 1.2 - р 11.1 Аутосомно-доминантный Синдром Каллманна 2 (MIM 147950) P/?OK/?2(prokineticin receptor 2) (MIM 607123) 20р13 Аутосомно-рецессивный Синдром Каллманна 3 (MIM 244200) GNRHR (gonadotropin-releasing hormone receptor) (MIM 138850) 4q21.2 Аутосомно-рецессивный Синдром Паскуалини (синдром фертильного евнуха) (MIM 228300) SNRPN (small nuclear ribonucleoprotein polypeptide N) (MIM 182279) 15q12 Неменделевский тип насле­ дования (однородительская дисомия хромосомы 15 от­ цовского происхождения) Синдром Прадера-Вилли (MIM 176270) LEP (leptin)(M IM 164160) 7q31.3 Аутосомно-рецессивный Ожирение, бесплодие LEPR (leptin receptor) (MIM 601007) 1р31 Аутосомно-рецессивный Ожирение, бесплодие DAX1 (DSS-AHC critical region on the X chromosome 1, gene 1) (MIM 300473) Хр21.3-р21.2 Х-сцепленный рецессивный Гипоплазия коры надпо­ чечников HESX1 (homeobox gene expressed in ES cells) (MIM 601802) Зр21.2-р21.1 Аутосомно-доминантный Изолированная недоста­ точность гормона роста следует отметить микропению и крипторхизм. На протяжении длительного времени ги ­ погонадотропны й ги п о го н а д и зм было принято считать идиопатическим патоло­ гическим состоянием. В настоящее вре­ мя известно, что гипогонадотропны й ги ­ погонадизм может быть изолированным или входить в состав ф енотипических проявлений синдромов, например, синд ­ рома Каллманна. Изолированный вторичный гипого на до ­ тропный гипогонадизм , обусловленный нарушением передней доли гипоф иза, возникает в результате мутаций в генах KAL1, FGFR1, PROKR2,GNRHR, LEP, LEPR, DAX1, HESX1 (табл. 2 .1 7 ). Помимо изолированного вторичного гипогонадотропного гипогонадизма, выде­ ляют комбинированный гипогонадотроп­ ный гипогонадизм , который обусловлен мутациями в генах PROP1, HESX1, LHX3, Синдром Каллманна 1 (MIM 308700) PHF6, контролирующ их половую дифференцировку и ф ункционирование гона ­ дотропинов (табл. 2 .1 8 ). Наличие у пациентов отдельных клини­ ческих признаков в сочетании с гипогонадотропным гипогонадизм ом помогает клиницистам установить причины нару­ шения р е продукти вной ф ункции, т. е. диф ф еренцировать д иагноз и выявить пациентов с генетически обусловленной патологией. Так, аносмия или наличие в семье агенезии почки может указывать на наличие мутации в гене KAL1. Первич­ ная надпочечниковая недостаточность может быть обусловлена мутациями в ге ­ не DAX1. Надпочечниковая недостаточ­ ность совместно с аномальным развити­ ем гонад может быть вызвана мутациями в генах ,SWT1, CYP11A1, StAR. В слу­ 1 F чае множественного дефицита гормонов гипоф иза можно предположить наличие мутации в транскрипционны х факторах, таких как PROP1, LHX3, HESX1. Изолиро- 167 Глава II. Патофизиологические механизмы и генетические аспекты нарушения репродуктивной функции у Мужчины Таблица 2 .1 8 . Характеристика генов, мутации в которых обусловливают комбинированный гипогонадотропный гипогонадизм Ген Локализация гена на хромосоме Тип наследования Клинические признаки Гормоны PROP1 (prophet of Pit 1, paired-like homeodomain transcription factor) (MIM 601538) 5q Аутосомнорецессивный Задержка роста, гипоти­ реоз, нарушение поло­ вого созревания Гормон роста, пролактин, ти р о тр о п н ы й го р м о н , ФСГ/ЛГ HESX1 (homeobox gene expressed in ES cells) (MIM 601802) Зр21.2- р21.1 Аутосомнорецессивный Септооптическая д и с­ плазия _ LHX3 (LIM / homeodomain protein LHX1) (MIM 600577) 9q34.3 Аутосомнорецессивный Ригидность шейного отдела позвоночника Гормон роста, пролактин, ти р о тр о п н ы й го р м о н , ФСГ/ЛГ PHF6 (PHD finger protein 6) (MIM 300414) Xq26.3 Аутосомнорецессивный Синдром БоресонаФорсмана-Лемана, умственная отсталость, лицевые дисморфии Гормон роста, тиротропный гормон, ФСГ/ЛГ ванный же дефицит гормона ЛГ или ФСГ свидетельствует о мутации в генах, коди­ рующих (3-субъединицы этих гормонов. Выявлены мутации в генах, участвующих в секреции горм онов, у пациентов со спорадическим и или семейными ф орма­ ми гип огонадотропного гипогонадизм а (KAL1, GNRHR, DAX1, HESX1, LHX3, PROP1), а также у пациентов с аномаль­ ным половым созреванием. У последних наруш ение ф ункционирования го н а д о ­ тропинов возникает в результате мута­ ций в генах, кодирующ их (3-субъединицы гормонов ЛГ и ФСГ. В настоящее время систематизированы данные о мутациях целого ряда генов, участвующих в выра­ ботке и функционировании гонадотропи­ нов (табл. 2 .1 7 и 2 .1 8 ). Н есмотря на то, что мутации в генах встречаются довольно редко, их иденти­ фикация чрезвычайно важна для понима­ ния роли этих генов в половом развитии и фертильности, а также их значения для диагностики нарушения репродуктивной системы человека. С индром К ал л м ан н а (M IM 308700, 147950, 244200) характеризуется сочета­ нием гонадотропного гипогонадизм а с аносмией, впервые был описан в 1944 г. 168 Ф. Каллманном, частота встречаемости составляет 1 /1 0 0 0 0 -6 0 0 0 0 мужчин (Kallmann et al., 1944; Meschede et al., 1994a). Первичной эндокринной анома­ лией является нарушение гипоталамической секреции ГнРГ, при этом наблю­ дается низкое содержание ЛГ, ФСГ и те с ­ тостерона. При рождении у мальчиков с изолированным дефицитом ЛГ в отдель­ ных случаях наблюдают крипторхизм. Д е ­ фицит ЛГ во время эмбрионального раз­ вития компенсируется хорионическим го ­ надотропином. В пубертатном периоде у мальчиков наблюдают нарушение поло­ вого развития, отмечают задержку роста и недоразвитие яичек, характерно отсут­ ствие полового созревания. У пациентов выявляют субнормальны е показатели концентрации ЛГ и те сто сте р о на при нормальном уровне ФСГ. Отмечают ги ­ поплазию клеток Лейдига, при проведе­ нии сперм иологического анализа в эя ку­ ляте выявляют половые клетки на всех стадиях дифференциации. Вместе с о с ­ новными признаками синдрома - аносмией и гипогонадизм ом (размеры яичек менее 2 см в диаметре) - наблюдают та к­ же и другие аномалии, в том числе врож­ денную глухоту, расщелину губы и неба, черепно-лицевую асимметрию, почечную недостаточность в связи с односторон­ ней аплазией, цветовую слепоту. Нарушение сперм атогенеза при синд ро­ ме Каллманна объясняется деф ицитом тестостерона. Таким пациентам назнача­ ют заместительную терапию тестостеро­ ном и ЛГ, что позволяет стимулировать сперматогенез. Синдром Каллманна - генетически гете­ рогенное патологическое состояние, ко ­ торое в большинстве случаев возникает сп о ра д иче ски, в одной трети случаев сегрегирует в семье. Описаны три типа наследования: Х -сцепленны й (MIM 308700) (KAL1), аутосомно-доминантный (MIM 147950) (FGFR1 а ), утосом но-рецессивный (MIM 244200) (PROKR2). Клинические проявления синдрома варьи­ руют в зависимости от типа наследова­ ния (Oliveira et al., 2001). Мутации гена KAL1 обусловливают Х-сцепленную ф ор­ му синд ром а Каллманна, которы й в 10-15% случаев возникает спорадичес­ ки, а в 60% случаев сегрегирует в семье (Sato et al., 2004; Kim et al., 2005). Ген KAL1 (Kallm ann syndrom e 1) (MIM 308700) картирован в участке p22.3 х р о ­ мосомы X длиной 20 000 п.н., состоит из 14 экзонов, отвечает за синтез гликопро­ теина - белка аносм ина-1, который и гр а ­ ет ключевую роль в миграции гонадолиберин-секретирую щ их нейронов в обо­ нятельные луковицы и впоследствии в гипоталамус (Franco et al., 1991; Bick et al., 1992). В 1992 г. была впервые выявле­ на мутация (делеция) этого гена (Bick et al., 1992). В настоящее время диф ф ерен­ цированы различные типы мутаций ука ­ занного гена у больных: делеция части гена, делеция всего гена и субм икроскопическая делеция участка Хр22.3, при ко ­ торой синдром Каллманна сопровож да­ ется ихтиозом, но чаще всего встречают­ ся точковые мутации (миссенс-м утации и н о н се нс-м ута ц ии , мутации в сайте сплайсинга) (Ballabio et al., 1987; Hardelin et al., 1993a,6; Izumi et al., 2001; Massin et al., 2003). Для больных с Х-сцепленной формой синдрома Каллманна характер­ ны следующие признаки: аносмия - на­ рушение обоняния, горизонтальный н ис­ тагм, расщелина губы или неба, потеря слуха в 5-10% случаев, а также синкине- зия, брахим етакарпия, односторонняя агенезия почки, ги п ого н а д о тр о пны й гипогонадизм (Massin et al., 2003). Сле­ дует отметить, что синкинезия наблюда­ ется в 75% случаев синдрома Каллманна как при Х-сцепленном, так и аутосомнорецессивном типах наследования (Dode et al., 2003). При аутосомно-доминантном типе наследо­ вания синдрома Каллманна мутации проис­ ходят в гене, кодирующем рецептор факто­ ра роста фибробластов (FGFR1 - fibroblast growth factor receptor 1) (MIM 136350). Ген размером 55 тыс п.н. картирован в участке р11.2-12 хромосомы 8, состоит из 18 экзо­ нов (Groth and Lardelli, 2002; Dode et al., 2003). У больных с аутосомно-доминантной формой синдрома Каллманна обнаружива­ ют миссенс- и нонсенс-мутации, мутации в сайте сплайсинга, внутригенные инсерции и делеции. Несмотря на то, что субмикроскопические делеции в этом участке обнаруже­ ны не были, описан случай сбалансирован­ ной хромосомной перестройки у мужчины с синдромом Каллманна, в которой задей­ ствован участок р11.2 хромосомы 8 (Dode et al., 2003; Kim et al., 2005; Pitteloud et al., 2005). К настоящему времени мутации в ге­ не FGFR1 обнаружены примерно в 10% слу­ чаев синдрома. Для больных с аутосомнодоминантной формой синдрома Каллманна характерно как полное проявление заболе­ вания, так и наличие отдельных признаков, включая только аносмию, только расщелину губы и/или неба с гипогонадотропным гипогонадизмом. У некоторых пациентов с мута­ цией гена FGFR1 наблюдают спонтанное восстановление репродуктивной функции (Oliveira et al., 2001; Pitteloud et al., 2005). Аутосомно-рецессивная форма синд ро­ ма Каллманна описана всего в несколь­ ких семьях, в которых у мужчин наблюда­ ли ги п ого н а д о тр о пн ы й ги п о го н а д и зм , аносмию и расщелину губы и/или неба. Предположительно сущ ествуют и другие гены, вовлеченные в развитие синдрома. С индром П аскуал ини (синдром ф ер­ тильного евнуха, MIM 228300) - патологи­ ческое состояние, связанное с изолиро­ ванным дефицитом ЛГ. Для пациентов ха­ рактерно евнухоидное телосложение с 169 Глава II. Патофизиологические механизмы и генетические аспекты нарушения репродуктивной функции у Мужчины различной степенью вирилизации и гине­ комастии, яички нормального размера, отмечаю т о л и го а сте н о те ра то зо о сп ер мию. В биоптате яичка выявляют сниж ен­ ное количество клеток Лейдига или их от­ сутствие, спе рм атоге н е з не нарушен. Единичные клетки Лейдига секретируют тестостерон в количестве, достаточном для сперматогенеза, но недостаточном для нормальной вирилизации. Содержа­ ние ФСГ в плазме крови в норме, в то время как концентрация ЛГ и тестостеро­ на снижена. Этиология и механизмы па­ тогенеза синдрома Паскуалини оконча­ тельно не выяснены, причиной патологи­ ческого состояния считают изолирован­ ный дефицит ЛГ, что и приводит к наруше­ нию пролиферации и диф ференциации клеток Лейдига. В 2001 г. группа ученых выявила первый случай мутации в гене GNRHR (Glu106Arg) у 26-летнего мужчины с синдромом Паскуалини (Pitteloud et al., 2001 ). Выделена отдельная группа п а то л о ги ­ ческих состояний, связанных с наруш е­ ниями в o rph an-ядерны х рецепторах (SF1 и DAX1), которые экспрессирую тся в ги п о т а л а м о -ги п о ф и з а р н о -го н а д н о м тракте и коре надпочечников. Выявлен­ ные мутации в генах, кодирующ их эти ре­ цепторы, а также данные, полученные на модельных системах, подтвердили клю ­ чевую роль этих транскрипционны х ф ак­ торов в развитии гипотал а м о -ги по ф изарно-гонадного тракта и его ф ункцио­ нировании на разных уровнях, включая продуцирование гонадотропинов. O rphan-ядерны й стероидогенны й ф ак­ тор-1 (SF1), или NR5A1 (nuclear receptor subfam ily 5, group A, m em ber 1) (MIM 184757) представляет собой транскрип­ ционный фактор, который экспр есси ру­ ется в гипоталамусе, гипоф изе и коре надпочечников (Zhao et al., 2001; Achermann et al., 2002). SF1 регулирует транскрипцию нескольких генов гипоф и­ за, включая GNRHR, LHB, а также генов, кодирующих стероидные гормоны (Ikeda et al., 1996). Исследования на модельных системах показали отсутствие коры над­ почечников и гонад у Sf1 нокаутирован­ ных мышей, что приводит к адренокортикальной недостаточности и реверсии по­ 170 ла, а также нарушению секреции гипоф и­ зарных гонадотропинов и агенезии вентромедиального ядра гипоталамуса. У та­ ких мышей полностью отсутствует се кре ­ ция ФСГ и ЛГ. Роль SF1 для человека ме­ нее ясна. У пациента с мутацией гена SF1 в гетерозиготном состоянии и полной XYреверсией пола отмечены наличие мюллеровых структур, дисгенезия яичка и на­ рушение работы надпочечников с сохра­ нением продуцирования гонадотропинов (M allet et al., 2004). Идентификация мута­ ции в гомозиготном состоянии с потерей функции рецептора SF1 у человека позво­ лит прояснить роль SF1 в ф ункциониро­ вании гонадотропинов у человека. Мутации или делеции гена DAX1 (dosage sensitive sex reversal-AHC critical region of the X chromosome, gene 1) (MIM 300473) приводят к Х-сцепленной врожденной ги ­ поплазии коры надпочечников (MIM 300200). У мужчин с Х-сцепленной врож­ денной гипоплазией коры надпочечников и гипогонадотропны м гипого на дизм о м развивается первичная недостаточность функционирования надпочечников в пер­ вые месяцы или первые годы после рож ­ дения, также отмечают дефицит глюкокортикоидов и минералокортикоидов. Ги­ погонадотропны й гипого н а д изм , выяв­ ляемый в пубертатном периоде, может сопровождаться крипторхизм ом . Впер­ вые врожденная гипоплазия коры надпо­ чечников с гипогонадальным гипого на ­ дизмом была описана в 1977 г. (Нау, 1977; Hay et al., 1981). В своих работах ученый предположил, что гипогонадизм может быть следствием недостатка или отсут­ ствия секреции андрогенов корой надпо­ чечников. Связь между мутацией гена DAX1 и врожденной гипоплазией коры надпочечников с гипогонадотропным ги ­ погонадизмом была выявлена в 1994 г. двумя независимы ми группами ученых (M uscatelli et al., 1994; Zanaria et al., 1994). Ген DAX1 играет ключевую роль в разви­ тии надпочечников и ф ункционировании гипоталам о-гипоф изарно-гонадной с и с ­ темы, а экспрессия его осуществляется на ранних этапах эмбрионального разви­ тия, а после рождения - в гипоталамусе, передней доле гипофиза, коре надпочеч­ ников, яичниках, яичках (Ikeda et al., 1996; Meeks et al., 2003). Ядерно-рецепторные белки SF1 и DAX1 действуют сопряженно (Habiby et al., 1996; Ikeda et al., 1996; Yu et al., 1998; Achermann et al., 1999; Reutens et al., 1999). Описано более 60 мутаций в гене , большинство из которых нонсенс-мутации либо инакти­ вирующие мутации со сдвигом рамки счи­ тывания (Guo et al., 1995; Reutens et al., 1999; Seminara et al., 1999). Миссенс-мутации в DAX1 менее распространены и возни­ кают в большинстве случаев в С-терминальных участках. А. Ройтенс и соавт. одними из первых идентифицировали шесть мутаций в гене DAX1 при врожденной гипоплазии ко­ ры надпочечников, а также выявили спектр клинических проявлений этих мутаций (Reutens et al., 1999). Описаны несколько пациентов с различными клиническими проявлениями, обусловленными мутациями в гене DAX1, что необходимо учитывать в связи с эффектом "дозы генов" (Hamaguchi et al., 1998; Seminara et al., 1999). Исследования экспрессии гена Dax1 на модельных системах позволили устано­ вить ключевую роль DAX1 в сперм атоге­ незе и развитии яичек у млекопитающ их (Matzuk and Lamb, 2002). Анализ мутаций гена DAX1 необходим для установления диагноза и проведения медико-генетического консультирования. Развитие передней доли гипоф иза и дифференциация клеток в этой части ги ­ пофиза находятся под контролем тр а н ­ скрипционны х факторов (HESX1, SIX3, LHX3, PITX1,PIT1, PROP. Многие из них относятся к генам гомеобокса, время и локализация экспрессии которых строго специфичны, мутации в этих генах о п и ­ сывают у пациентов с сочетанным деф и­ цитом гормонов гипофиза. Рассмотрим известные типы мутаций в этих тр а н ­ скрипционны х факторах. дотропны м гипогонадизм ом (синдром Морсье, MIM 182230). Для этого патоло­ гического состояния характерна следую­ щая триада признаков: гипоплазия гипо­ физа, гипоплазия зрительного нерва, агенезия мозолистого тела (corpus callosum) и прозрачной перегородки (septum pellucidum) (Dattani et al., 1998). В гене HESX1 выявлены как аутосом но-рецессивны е, так и аутосомно-доминантные миссенсмутации (Thomas et al., 2001). При синд­ роме Морсье гипогонадотропный гипого ­ надизм обусловлен дефицитом гонадо­ тропинов. Ген LHX3 (LIM homeobox gene 3) (MIM 600577) кодирует транскрипц ионны й ф актор гом еодом ена LIM (LIM hom e­ odomain transcription factor), который с о ­ держит два амино-терминальных тандемно повторяющихся мотива LIM и карбоксил-терминальный гомеодомен с ДНКсвязывающ ей активностью . У человека мутации в гене LHX3 приводят к патологи­ ческому состоянию, которое включает за ­ держку роста, полный дефицит гормонов аденогипофиза, значительное ограниче­ ние вращения шейных позвонков. У четы­ рех пациентов из двух семей с признака­ ми сочетанного дефицита гормонов ги п о ­ физа и сохранением ко ртико тр опно й функции были выявлены мутации в гене LHX3 в гом озиготном состоянии (Netchine et al., 2000). У одного мальчика при рож ­ дении наблюдали крипторхизм и м икро­ пению, у троих пациентов отсутствовали признаки полового созревания в возрас­ те 15 лет, были отмечены признаки нару­ шения продуцирования гонадотропинов. В первой семье у двоих пациентов наблю­ далась тяжелая гипоплазия гипоф иза, тогда как у одного из мужчин во второй пораженной семье вторичным признаком было увеличение аденогипофиза. Ген PROP1 (prophet of Pit1, paired-like homeodomain transcription factor) (MIM 601538) - специфичный для гипофиза тран­ Описаны три точковые мутации в гене го ­ скрипционный фактор гомеодомена. м еобокса (hom eobox 1 X S E H gene Экспрессия гена PROP1 в развивающемся expressed in ES cells) (MIM 601802), при гипофизе необходима для дальнейшей которых наблюдают врожденную гипопла­ экспрессии PIT 1 - еще одного транскрипци­ зию гипоф иза в сочетании с другим и онного фактора, важного для онтогенеза ги­ врожденными пороками, в частности, с пофиза. септо-оптической дисплазией и гипогона­ 171 Клубочковая зона коры надпочечников Гонады и кора надпочечников Рис. 2 .2 7 . Биосинтез стероидных гормонов в коре надпочечников и гонадах Глава II. Патофизиологические механизмы и генетические аспекты нарушения репродуктивной функции у Мужчины м Нарушения функционирования почек Мутация в гене W T1: • Синдром Дениса-Дрэша • Синдром Фразера W Наличие матки Нарушения функционирования надпочечников W Нормальное функционирование почек и/или надпочечников 46,XY Отсутствие матки Мутация в гене SF1: -► • Врожденная гиперплазия коры надпочечников Дупликация в гене W N T 4 -. • XY гонадальный дисгенез Мутация в генах SRY, SOX9, D AX1: XY гонадальный дисгенез Дефицит 5а-редуктазы Дефект синтеза тестостерона Гипоплазия клеток Лейдига Мутация в гене AR, нечувствительность к андрогенам Рис. 2 .2 8 . Диагностика интерсексуальных состояний у индивидов с кариотипом 4 6 ,XY Инактивирующие мутации в гене PROP1 приводят к дефициту ЛГ, ФСГ, пролактина. У пациентов наблюдают задержку роста, ги­ потиреоз и задержку или отсутствие поло­ вого созревания. Отмечают вариабель­ ность проявления гипогонадотропного ги ­ погонадизма в пределах одной семьи с одинаковым типом мутации (Cogan and Phillips, 1998; Fofanova et al., 1998; Park et al., 2004; Reynaud et al., 2004, 2005). Иден­ тифицирован ряд мутаций в PROP1, вклю­ чая миссенс-мутации и делеции, наиболее часто встречается делеция в экзоне 2, ко­ торый является "горячей точкой" мутаций в гене PROP1. Р. Рейно и соавт. описали се­ мейный случай идиопатического гипогона­ дотропного гипогонадизма с мутацией в ге­ не PROP1: у троих братьев наблюдали крипторхизм или задержку полового созревания без каких-либо дополнительных отклоне­ ний фенотипа (Reynaud et al., 2005). Лептин играет важную роль в метаболиз­ ме и половом созревании. Связь между из­ быточным весом, обменом веществ и ре­ продуктивной функцией обсуждается уже многие годы. Роль лептина в репродуктив­ ной функции подтверждается наличием ги ­ погонадотропного гипогонадизма у паци­ ентов с избыточным весом вследствие му­ таций генов, кодирующих лептин или его рецептор. У ob/ob мышей с дефицитом лептина и db/db мышей с нечувствитель­ ностью к лептину, кроме ожирения тяжелой степени, отмечают нарушение полового созревания (Chua et a l., 1996). У человека мутации в гене, кодирующем лептин (LEP - leptin (m urine obesity homolog)) (MIM 164160), наблюдались в нескольких семьях у индивидов с ожире­ нием, гипогонадотропным гипогонадизмом, гиперинсулинемией (Montague et al., 1997; Strobel et al., 1998). Таким образом, 173 Глава II. Патофизиологические механизмы и генетические аспекты нарушения репродуктивной функции у Мужчины 46,XX истинныи гермафродит ^ Нормальный уровень 17-гидроксипрогестерона Воздействие материнского прогестерона или андрогенов Отсутствие гена SRY Высокий уровень 17-гидроксипрогестерона -► Врожденная гиперплазия коры надпочечников 46,XX Синдром дела Шапелля Рис. 2 .2 9 . Диагностика интерсексуальных состояний у индивидов с кариотипом 4 6 ,XX нарушения в гене СЕР у человека ассоции­ руют с ожирением тяжелой степени, гиперф агией и гиперинсулинем ией; тип наследования - аутосомно-рецессивный. Рассмотрим гены, которые кодируют фер­ менты, принимающие участие в биосинте­ зе, метаболизме и действии половых го р ­ монов, и мутации в них. К группе стероидных гормонов относятся андрогены (тестостерон, 5а-дигидротестостерон), эстрогены (эстрадиол, эстрон и др.), прогестерон, кортизол, альдостерон и др. Стероидные гормоны образуют­ ся из холестерина в коре надпочечников (кортикостероиды) и в яичках (половые стероиды) (рис. 2 .2 7 ). Нарушения на каждом этапе превращения холестерина в тестостерон приводят к развитию патологических состояний. Му­ тации в генах, кодирующих ферменты, ко ­ 174 торые участвуют в биосинтезе и метабо­ лизме стероидных гормонов, приводят к блокированию их секреции и, как след­ ствие, - к накоплению предшественников и отсутствию конечных продуктов. Нару­ шения биосинтеза, метаболизма и действия стероидных гормонов обуслов­ ливают возникновение целого ряда пато­ логических состояний, объединенных под общим названием "мужской псевдогер­ мафродитизм", при котором яички диф ­ ференцируются, продуцируют АМГ, одна­ ко образование андрогенов не происхо­ дит. У индивидов с кариотипом 46,XY и яичками наблюдают аномалии мужского фенотипа, полная маскулинизация не происходит: наружные половые органы сф ормированы по ж енском у типу или имеют двойственное строение, производ­ ные мюллеровых протоков отсутствуют. Нарушение биосинтеза стероидных гор- Наличие в кариотипе мозаицизма (45fX/46,XY): • Женские наружные гениталии • Двойственное строение наружных гениталий _ Моногенные патологии: Мужской псевдогермафродитизм ш Дефекты биосинтеза тестостерона (кора надпочечников или яички) Врожденная липоидная гиперплазия коры надпочечников (StAR) Дефицит зр-ол-дегидрогеназы/17-кетостероидредуктазы (HSD17B3) Дефицит17а-гидроксилазы/17,20-десмолазы (-лиазы) (CYP17) Дефицит стероидогенного фактора 1 (5F1) Агонадизм (регрессия яичек) Гипоплазия клеток Лейдига (мутация в гене LHCGR) Синдром нечувствительности к андрогенам: • Полный (CAIS) • Частичный (PAIS) • Умеренный (MAIS) —/ Дефицит 5а-редуктазы ( 5RD5A2) Синдромы множественных врожденных пороков: • Синдром Смита-Лемли-Опица • Синдром Меккеля—Грубера I Рис. 2 .3 0 . Этиология мужского псевдогермафродитизма монов во внутриутробном периоде разви­ тия организма является одной из причин возникновения м уж ского псе вд оге р м а ­ ф родитизма (или синдром а лож ного мужского гермафродитизма) в сочетании с другими аномалиями - сочетанной не­ достаточностью как андрогенов, так и глюко- и минералокортикоидов. Наруше­ ния биосинтеза стероидных гормонов на более поздних стадиях развития организ­ ма вызывают изолированны й мужской псевдогермафродитизм. Ф акторы , лежащие в основе м уж ского псевдогерм аф родитизм а представлены на рис. 2 .2 8 -2 .3 0 . Среди этиологических факторов, лежа­ щих в основе муж ского псевдогермаф ро­ дитизма, большую часть составляют на­ рушения биосинтеза стероидных гор м о ­ нов (рис. 2 .3 0 ). За два прошедших десятилетия были вы­ явлены нарушения в ферментных систе­ мах, обеспечивающих биосинтез стеро­ идных гормонов и их метаболизм в орга­ нах-мишенях, в основе которых лежат ге­ нетические факторы: нарушения биосин­ теза стероидных гормонов обусловлены мутациями в генах StAR, CYP21, CYP17; дефекты метаболизма стероидных горм о­ нов - мутациями в генах SRD5, SRD5A; на­ рушения действия стероидных гормонов мутациями в генах ЛЯ и ESR1. Рассмотрим типы мутаций, которые происходят на разных уровнях биосинтеза, метаболизма и действия стероидных гормонов. В биосинтезе стероидных гормонов при­ нимают участие ферменты, которые ус­ ловно делятся на две большие группы (цитохром Р450 оксидазы и гидроксистер оид д е ги д р о ге н а зы ) (т а б л . 2.19). Группа цитохром Р450 оксидаз включает: Р450с11, Р450с17, Р450с21 и Р450аго. Различают два биохим ических класса Р450 оксидаз: тип I содержится в мито­ 175 Глава II. Патофизиологические механизмы и генетические аспекты нарушения репродуктивной функции у Мужчины Таблица 2 .1 9 . Гены, кодирующие ферменты, которые принимают участие в биосинтезе стероидных гормонов Ген Локализация гена на хромосоме Название белка (молекулярная масса) Т канеспецифическая экспрессия CYP11A1 (cytochrome Р450, subfamily XIA, polypeptide 1 (cholesterol side chain cleavage enzyme)) (MIM 118485) 15q23-q24 CYP11A1 (56 кДа) Кора надпочечников, яички CYP11B1 (cytochrome P450, subfamily XIB, polypeptide 1) (MIM 610613) 8q21 CYP11B1 (50 кДа) Кора надпочечников CYP11B2 (cytochrome P450, subfamily XIB, polypeptide 2) (MIM 124080) 8q21 CYP11B2 (48,5 кДа) Кора надпочечников (клубочковая зона) CYP17 (cytochrome P450, family 17, subfamily A, polypeptide 1) (MIM 609300) 10q24.3 CYP17 (57 кДа) Клетки Лейдига, кора надпочечников CYP19 (cytochrome P450, family 19, subfamily A, polypeptide 1 (aromatization of androgens)) (MIM 107910) 15q21.1 CYP19 (58 кДа) Клетки Лейдига, ж и ­ ровая ткань, костная ткань CYP21 (cytochrome P450, family 21, subfamily A, polypeptide 2) (MIM 201910) 6p21.3 CYP21 (56 кДа) Кора надпочечников HSD17B1 (hydroxysteroid (17-beta) dehydrogenase 1) (MIM 109684) 17q11q21 17HSD1 (35 кДа) - 9q22 17HSD3(34,5 кДа) Яички HSD3B1 (hydroxy-delta-5-steroid dehydrogenase, 3 beta-and steroid delta-isomerase, type 1 (placental, peripheral)) (MIM 109715) 1p13.1 3b HSDI Кожа HSD3B2 (hydroxy-delta-5-steroid dehydrogenase, 3 beta-and steroid delta-isomerase, type 2 (adrenal, gonadal)) (MIM 201810) 1p13.1 3b HSDII Клетки Лейдига, кора надпочечников HSD17B3 (hydroxysteroid (1 7 -b e ta ) dehydrogenase 3) (MIM 605573) хондриях, тип II - в эндоплазматической сети. Р450с11 (Р 450с11 и Р450с11A S )с о ­ держится в митохондриях клеток коры надпочечников, участвует в биосинтезе 11(3-гидроксилазы коры надпочечников. Р450с17 содержится в эндоплазматичес­ кой сети коры надпочечников, гонадах и головном мозге эмбрионов, катализирует активность 17(3-гидроксилазы и 17,20-лиазы. С помощью 17,20-лиазы происходит синтез дегидроэпиандростерона. Цито­ хром Р450с21 обнаружен в эндоплазма­ тической сети клеток коры надпочечни­ ков, участвует в 21-гидроксилировании глюкокортикоидов и минералокортикоидов. Р450аго выявлен в эндоплазм ати­ ческой сети клеток коры надпочечников, участвует в превращении андрогенов в 176 эстрогены. В рамках проекта "Геном человека" иден­ тиф ицированы 57 генов, кодирую щ их ферменты семейства Р450. Семь генов отвечают за экспрессию ферментов типа I (один из них участвует в биосинтезе стероидных гормонов - CYP11A1), тогда как остальные - за экспрессию ф ермен­ тов типа II (Miller, 2005). Кроме группы Р450, в биосинтезе стеро­ идных гормонов участвуют гидроксистероиддегидрогеназы молекулярной м ас­ сой 35-45 кДа, не содержащ ие гем -гр уп пы. Каждая реакция, в которой задей­ ствована эта группа ферментов, прохо­ дит с участием двух или более изоф ер­ ментов. Различают два семейства гид- р о кси стерои дд егид рогеназ: д е ги д р о ге ­ назы с короткой цепью, которые включа­ ют З а -ги д р о кс и с те р о и д д е ги д р о ге н а зу / изомеразу, две 11 Р -гидроксистероиддегидрогеназы, серию 17(3-гидроксистероиддегидрогеназ; семейство альдо-кето редуктаз, которое включает З а -гид р о кси сте р о и д д е ги д р о ге н а зу, 2 0 а -ги д р о к си сте р о и д д е ги д р о ге н а зу, 17(3-гидроксистероиддегидрогеназу, тип 5. Мутации в генах, кодирующ их белки этих двух групп, приводят к тяжелым клини­ ческим последствиям, в том числе муж­ скому псевдогермаф родитизму. Цитохром P 450scc (или CYP11А1) содер­ жится в митохондриях клеток коры надпо­ чечников, яичников, яичек, плаценты и яв­ ляется ключевым регулятором стероидогенеза, это единственный фермент, отве­ чающий за метаболизм холестерина в прегненолон, который необходим для би­ осинтеза глю кокортикоидов, минералокортикоидов и половых гормонов во вре­ мя пренатального и постнатального раз­ вития. Цитохром P450scc кодируется ге ­ ном C Y P 1 1А1 (cytochrome Р450, subfamily XIA, polypeptide 1 (cholesterol side chain cleavage enzyme)) (MIM 118485) длиной 29 тыс п.н., содержащим девять экзонов и восемь интронов. Ген картирован в участ­ ке q23-q24 хромосомы 15, экспрессиру­ ется в коре надпочечников, яичниках, клетках Лейдига яичек и плаценте (Chung et al., 1986). Пик экспрессии CYP11A1 приходится на 15-ю неделю внутриутроб­ ного развития с постепенным снижением до 26-й недели, а после рождения ребен­ ка экспрессия гена отмечается с началом развития вторичных половых признаков. Известны случаи мутаций в гене CYP1 инсерции и делеции. В большинстве слу­ чаев плоды, гомозиготные носители мута­ ции в гене CYP11A1, спонтанно элимини­ руются, поскольку эти мутации препят­ ствуют выработке прогестерона плацен­ той (M iller and Strauss, 1999; Tajima et al., 2001; Katsumata et al., 2002; Hiort et al., 2005). Нарушение метаболизма холестерина в прегненолон в коре надпочечников при­ водит к аккумуляции холестерина и врож­ денной липоидной гиперплазии коры надпочечников, половому дисморф изму (мужской псевдогермаф родитизм): инди­ виды с кариотипом 46,XY имеют женские наружные половые органы, яички распо­ ложены интраабдоминально. М у ж ско й п с е в д о ге р м а ф р о д и ти з м с врожденной липоидной гиперплазией коры надпочечников (MIM 201710) раз­ вивается в случае нарушения стероидогенеза в коре надпочечников: клетки ко ­ ры надпочечников наполняются холесте­ рином и эфирами холестерина, что ведет к развитию синдрома потери соли (гипонатриемия, гиперкалием ия), ацидозу и гибели в детском возрасте. В настоящее время пациенты м огут дож ивать до взрослого возраста благодаря минерал окортикоид- и глю кокортикоид -зам естительной терапии. Патологическое состояние было впервые детально описано в 1955 г. (Prader and Gurtner, 1955; Prader and Siebenmann, 1957; Prader and Anders, 1962; Miller, 1997). Помимо гиперплазии коры надпочечни­ ков, у индивидов с генетическим мужским полом (кариотип 46,XY) наружные половые органы формируются по женскому типу или имеют двойственное строение, что объясняется нарушением синтеза тесто­ стерона в пренатальном периоде развития организма (Bose et al., 1996; Miller, 1997). Заболевание наследуется по аутосомнорецессивному типу, чаще встречается у мужчин в Японии и Палестине. В больш инстве случаев нарушения на ранних этапах биосинтеза стероидны х гормонов, а именно метаболизма холес­ терина в прегненолон, обусловлены и з­ менениями в белке StAR, кодирующий его ген StAR (steroidogenic acute regulator) (MIM 600617) картирован в районе р 11.2 хромосомы 8, содержит семь экзонов, его размер составляет 8 тыс п.н. (Clark et al., 1994). Функция StAR заключается в обеспечении транспорта холестерина в митохондрии - с внешней митохондри­ альной мембраны во внутреннюю, где с о ­ держится цитохром P450scc (CYP11А1), с помощью которого холестерин превра­ щается в прегненолон (Bose et al., 1996). Мутации в гене StAR были впервые выяв­ 177 Глава II. Патофизиологические механизмы и генетические аспекты нарушения репродуктивной функции у Мужчины лены в 1995 г. и являются наиболее рас­ пространенной причиной возникновения врожденной липоидной гиперплазии ко ­ ры надпочечников, а также одной из при­ чин возникновения мужского псевдогер­ мафродитизма (Lin et al., 1995; Bose et al., 1996; Katsumata et al., 2002; Bhangoo et al., 2005). Описано около 30 мутаций в ге ­ не StAR, которые обнаруживают во всех экзонах и даже интронах, большинство из них затрагиваю т экзоны 5-7. Большин­ ство мутаций обусловливают преждевре­ менное окончание трансляции или сдвиг рамки считывания, и тем самым сущ ест­ венно изменяют структуру белка StAR, ко ­ торый теряет свою активность. Описаны только две мутации, которые приводят к сохранению остаточной активности белка (от 10 до 30%) (Bose et al., 1996; Nakae et al., 1997). Выявлены нонсенс-мутации и мутации со сдвигом рамки считывания, а также пять мутаций, обусловливающих аномальный сплайсинг первичной мРНК, с последующим усечением большей час­ ти белка StAR, включая N-терминальный район (Okuyama et al., 1997; Bose et al., 2000; Achermann et al., 20016; Achermann and Jameson, 2003). Цитохром P 4 5 0 c 1 7 (или CYP17) - ф ер­ ментный комплекс, который содержится в эндоплазматической сети клеток коры надпочечников, гонад эмбрионов, явля­ ется важным регулятором стероидогенеза и приним ает участие в активности двух ферментов - 17а-гидроксилазы и 17,20-десмолазы (-лиазы). Ген C YP17 (cytochrom e Р450, fam ily 17, subfam ily A, polypeptide 1) (MIM 609300) кодирует два фермента - 1 7 а-гид роксилазу и 17,20-лиазу; картирован в участке q24.3 хромосомы 10, содержит восемь экзонов, семь интронов, его размер с о ­ ставляет 6,4 тыс п.н. Ген экспресси рует­ ся в клетках коры надпочечников и гона­ дах (в клетках Л ейдига яичек) (Chung et al., 1986; Voutilainen and Miller, 1986; Fan et al., 1992). CYP17 подобен гену , однако в нем о тсутствует псевд оген. Описано более 40 мутаций в кодирующ их участках гена CYP17, среди них м иссенсмутации, инсерции, делеции и наруш е­ ния сплайсинга (Geller et al., 1997, 1999; Martin et al., 2003; Sherbet et al., 2003; 178 Costa-Santos et al., 2004a,6; Mussig et al., 2005; Yang et al., 2006). В большинстве случаев эти мутации нарушают ф ункцио­ нирование CYP17. Поскольку один и тот же ген отвечает за ф ункционирование двух ф ерм ентов 17а-гидроксилазы и 17,20-лиазы; мута­ ции в гене CYP17 обусловливают полный или частичный (сочетанный или изолиро­ ванный) деф ицит 1 7 а -ги д р о кси л а зы и/или 17,20-лиазы (Ahlgren et al., 1992; Van Den Akker et al., 2002; Mussig et al., 2005). Различают изолированный деф и­ цит 17а-гид роксилазы , изолированный дефицит 17,20-лиазы, сочетанный деф и­ цит 17а-гидроксилазы /17,20-лиазы . И золированны й деф ицит 17,20-лиазы приводит к отсутствию активности ф ер­ мента, к нарушению выработки тестосте­ рона и проявлению мужского псевдогер­ м аф родитизм а, отсутствию вторичных половых признаков, гипергонадотропному гипогонадизм у у обоих генетических полов, неполной м аскул инизац ии, наблюдается мужской гонадный и гене­ тический пол (New, 1970; Geller et al., 1997). У больных с рождения отмечают интерсексуальное строение наружных половых органов. Степень клинического проявления зависит от тяжести ф ермен­ тативного дефекта и ш ироко варьирует от резкого уменьшения размеров поло­ вого члена (микропения) до близкого к ж енском у строения наружных половых органов с гипертроф ированным клито­ ром и единым урогенитальным отверсти­ ем. Яички нередко опущены в расщ еп­ ленную мошонку, однако возможен крипторхизм. В пост-пубертатном периоде у больных наблюдают выраженный ги п о го ­ надизм, бесплодие. Сочетанный деф ицит 17 а -ги д р о кс и л а зы /17,20-лиазы выявляют у лиц с муж­ ским псевдогермаф родитизмом и карио­ типом 46,XY, двойственными гениталия­ ми, у некоторых индивидов наблюдают наружные гениталии, сф ормированные по женскому типу. Характерны также сле­ дующие признаки: неполная маскулини­ зация наружных половых органов, муж­ ские половые протоки, мужской гонад­ ный и генетический пол, деф ицит андро- 'Ч и генов (Heremans et al., 1976; Martin et al., 2003). Цитохром P 450c21 (или CYP21A2) с о ­ держ ится в энд опл азм а тиче ской сети клеток коры надпочечников, участвует в 21 -гид р о кси л и р о ва н и и гл ю ко ко р ти ко и дов и м инералокортикоидов. Ф ерм ент 2 1 -ги д р о кси л а за приним ает участие в превращ ении прогестерона в 11-деоксикортикостерон и 17 -ги д р о кс и п р о ге с те ­ рона в 11-деоксикортизол (рис. 2 .2 7 ). Белок CYP21 молекулярной массой 52 кДа содержит 494 аминокислоты. Ген, кодирующий CYP21 (CYP21 - cytochrom e Р450, fam ily 21, subfam ily A, polypeptide 2) (MIM 201910), расположен внутри высо­ кополим орф ного ком плекса ги с то с о в ­ местимости HLA и картирован в участке р21.3 хромосомы 6 (Carroll et al., 1985; White et al., 1985). Локус 21 -гидроксилазы имеет сложную структуру и содержит ак­ тивный ген CYP21, а также неактивный псевдоген CYP21P. Ген CYP21 является одним из самых полиморфных генов че­ ловека (Cargill et al., 1999). Спонтанные рекомбинации между CYP21 и CYP21P встречаются с частотой от 1/1000 до 1/100 000 клеток (Tusie-Luna and White, 1995). Ф енотипические проявления мута­ ций в гене CYP21 детально изучены в раз­ личных популяциях и этнических группах. Оба гена (CYP21 и CYP21P) содержат по десять экзонов, идентичность которых составляет 98%, а в интронах - 96% (White et al., 1986). Несмотря на то, что идентичность двух генов составляет 98%, псевдоген CYP21P может накапли­ вать несколько мутаций, которые пол­ ностью инактивирую т прод укт гена (Higashi et al., 1986). К этим мутациям от­ носятся делеция размером 8 п.н. в э к зо ­ не 3, сдвиг рамки считывания в экзоне 7 и нонсенс-мутация в экзоне 8, а также мутации процесса спл а йси н га (TusieLuna and White, 1995; White and Speiser, 2000). Нарушение 2 1 -гид р о ксил ир о ва н ия м о ­ жет возникать в результате целого ряда м утаций, которы е включают делецию всего гена, конверсии гена, мутации в интронах, мутации со сд виго м рамки считывания и точковые мутации, которые приводят к варьированию степени актив­ ности фермента. Большинство мутаций, которые приводят к деф ициту 21-гидроксилирования, в оз­ никают в результате двух типов реком би­ наций между CYP21 и CYP21P. Около 75% случаев мутаций составляют деле­ ции, которые происходят в псевдогене и переносятся в активный ген во время м и­ тотического деления (конверсия гена). Примерно 20% случаев составляют деле­ ции участка гена размером 30 п.н., нахо­ дящ егося вблизи З’ -конца псевдогена и 5 ’ -конца активного гена, в результате об­ разуется ф ункционирую щ ий хим ерны й псевдоген. Остальные 5% случаев с о ­ ставляют мутации других типов (White et al., 1988; Baum gartner-Parzer et al., 2001; Lajic et al., 2002; Krone et al., 2005). Мутации в гене CYP21 подразделяют на три группы в зависим ости от уровня а к­ тивности фермента. Первая группа вклю ­ чает мутации типа делеций или нонсенсмутации, которы е полностью лиш аю т ф ерм ент а ктивн ости. М утации второй группы, в которую входят в основном м иссенс-м утации Не172Asn, приводят к снижению активности фермента на 1-2%. При этих мутациях сохраняется синтез адекватного количества альдостерона, и поэтому их выявляют у пациентов с пр ос­ той ф ормой вирилизации (SV-CAH). Третья группа включает такие мутации, как Val281Leu, Pro30Leu, которые приво­ дят к прод уцированию ф ерм ентов с уровнем активности от 20 до 60%. Такие мутации связаны с не кл а ссически м и проявлениями заболевания (поздняя ма­ нифестация). Соответственно, в результате сниженной активности или отсутствия ф ермента стероид-21-гидроксилазы возникают за ­ болевания, объединенные под названи­ ем "врож д ен н ая ги п е р п л а зи я коры н ад п очечн иков" (co n g e n ita l adrenal hyperplasia, MIM 201910). Сниженная а к­ тивность ф ермента или ее отсутствие приводит к недостатку кортизола, а та к­ же повышению уровня секреции адреноко р ти ко тр о п н о го горм она и, с о о тв е т­ ственно, к избыточной продукции андро- 179 Нормальный уровень 1 7агидроксипрогестерона Не проводится Врожденная гиперплазия коры надпочечников отсутствует_____________ Нормальный уровень 17а-гидроксипрогестерона при повторном анализе Значительно повышенный уровень 1 7агидроксипрогеаерона Мутация обоих аллелей Мутация обоих аллелей Мутация одного аллеля Повышенный I уровень 1 7агидроксипрогестерона - М утации отсутствуют I Проведение повторного иммунологического анализа Диагноз врожденной гиперплазии коры надпочечников подтвержден Повышенный уровень 17а-гидроксипрогестерона при повторном анализе j Необходима консультация детского эндокринолога Диагноз врожденной гиперплазии коры надпочечников подтвержден Нормальный уровень 17а-гидроксипрогестерона при повторном анализе Врожденная гиперплазия коры надпочечников отсутствует Рис. 2 .3 1 . Двухэтапная стратегия скрининга врожденной гиперплазии коры надпочечников у новорожденных, обусловленной дефицитом 21 -гидроксилазы Глава II. Патофизиологические механизмы и генетические аспекты нарушения репродуктивной функции у Мужчины 180 Генетический анализ мутации в гене CYP21 Иммунологический анализ генов. Постоянный деф ицит кортизола стимулирует выработку адренокортикотропного гормона по принципу обратной связи, что в свою очередь приводит к ги ­ перплазии коры надпочечников и избы ­ точной продукции андрогенов. У ново­ рожденных мужского пола избыток анд­ рогенов во время пренатального разви­ тия вызывает м а кр о ге н и то со м и ю , а в постнатальном периоде наступает преж ­ девременное половое созревание. Врожденная гиперплазия коры надпочеч­ ников была впервые описана в 1865 г. (Е.А. Веникова и др., 1993). Частота встречаемости заболевания варьирует в различных популяциях, в большинстве по­ пуляций классический дефицит 21-ги д ­ роксилазы встречается с частотой 1/12 000-15 ООО новорожденных (Therrell, 2001). Частота возникновения некласси­ ческой формы этого патологического со ­ стояния точно неизвестна и приблизи­ тельно составляет 0,2%, однако повышена в отдельных популяциях (среди евреев ашкенази - 1/27 новорожденных) (Speiser et al., 1985; Baumgartner-Parzer et al., 2005). Существуют четыре формы заболевания: классическая сольтеряющая форма (SWСАН), классическая вирильная ф орма (CV-CAH), легкая неклассическая форма (NC-CAH), скрытая форма. Клинические признаки патологического состояния включают наличие двойствен­ ных гениталий у девочек и преж девре­ менное половое созревание у предста­ вителей обоих полов в связи с высокой концентрацией андрогенов, вырабатыва­ емых корой надпочечников, а также в ре­ зультате дополнительной чрезм ерной выработки натрия почками при сольтеряющей форме. Ф орм а заболевания зависит от типа му­ тации и, соответственно, от уровня а к­ тивности фермента. Так, классическая сольтеряющая форма в основном обус­ ловлена мутациями, которые приводят либо к полному отстутствию активности фермента, либо к ее наличию в 1% случа­ ев. В то же время классическая вириль­ ная форма связана с мутациями, при ко ­ торых сохраняется менее 10% активнос­ ти фермента, и, наконец, при некласси­ ческой форме а ктивность ф ермента сохраняется в 20-50% случаев. Несмотря на то, что частота встречаемости заболевания достаточно высока, а его тяжесть значительна, сущ е­ ствую щ ие м о л екул я рн о -ген е ти че ские методы позволяют проводить как пре-, так и постнатальную диагностику. С егод­ ня во многих странах проводится с кр и ­ нинг новорожденных на наличие мутации в гене CYP21 (Speiser and White, 2003; Kosel et al., 2005). Сольтеряющая форма дефицита стеро­ идной 21 -гидроксилазы составляет более 1/3 случаев возникновения гиперплазии коры надпочечников и обусловлена бло­ кированием синтеза глю кокортикоидов, минералокортикоидов. Потеря соли воз­ никает через 1-8 недель после рождения, наблюдают резкую задержку ф изическо­ го развития, синдром потери соли, удер­ жание калия, гиперплазию коры надпо­ чечников, гипотензию, что ведет к се р ­ дечно-мышечному коллапсу и гибели в течение месяца после рождения при от­ сутствии соответствующего лечения. Вирильная форма обусловлена непол­ ным дефицитом 21-гидроксилазы , бло­ кируется синтез только глю кокортикои­ дов, при этом сохраняется синтез м ине­ ралокортикоидов. Снижение уровня ко р ­ тизола приводит к гормональному д исба ­ лансу в сторону увеличения количества андрогенов, продуцируемых корой над­ почечников, на ранних сроках внутриут­ робного развития организма. Л егкая неклассическая, или поздняя, форма проявляется в период пубертата, чаще встречается в определенных попу­ ляциях: евреи ашкенази (3,7% ), испанцы (1,9% ), итальянцы (0,3% ). Клинические признаки включают: гирсутизм, прежде­ временное половое созревание у детей, акне. На рис. 2.31 представлен алгоритм про­ ведения медико-генетического консуль­ тирования семей с данным заболеванием. Ферменты группы 17р-гидроксистероидд егидрогеназ, а именно 17р-гид рокси- 181 Глава II. Патофизиологические механизмы и генетические аспекты нарушения репродуктивной функции у Мужчины 5 а -р е д укта за н Тестостерон 5 а -д и ги д р о те сто сте р о н Рис. 2 .3 2 . Метаболизм тестостерона в 5а-дигидротестостерон стероиддегидрогеназа-111, вырабатыва­ ются только в яичках. Мутации в гене, ко ­ дирующ ем этот фермент, обусловливают классический синдром мужского псевдо­ гермаф родитизма, который часто назы ­ вают деф ицитом 17-кетостероидредуктазы, впервые был описан в 1971 г. (Saez et al., 1971; Geissler et al., 1994). Ф ерм ент 17р-ги дроксистероид дегид рогеназа (17(3-Hydroxysteroid dehydroge­ nase - HSD17B3), часто называемый 17кетостероидредуктазой, обнаружен в лизосомах, участвует в превращении дегидроэпиандростерона в тестостерон. Ген H SD 17B3 (hydroxysteroid (17-beta) dehy­ drogenase 3) (MIM 605573), кодирующий указанный выше фермент, локализован в участке q22 хромосомы 9, содержит 11 э к­ зонов (Geissler et al., 1994). Наиболее распространенный тип мутаций, возника­ ющих при дефиците фермента, - миссенсмутация в экзоне 3, приводящая к сниже­ нию активности фермента на 15-20% от нормального уровня, часто встречается среди этнической группы арабов сектора Газа. В других популяциях выявляют различные мутации во всех 11 экзонах, чаще в участ­ ках вблизи З’-конца, особенно в экзонах 9 и 10, среди них: сдвиг рамки считывания, мутации сплайсинга (экзон 3), нонсенсмутации или стоп-м утации, последние приводят к отсутствию ферментативной активности 17(3-гидроксистероиддегидрогеназы (Andersson et al., 1996; Boehmer e ta l., 1999; Lindqvist et al., 2001). У пациентов с деф ицитом 17(3-гидрокси сте р о и д д е ги д р о ге н а зы наблюдают 182 мужской генетический и гонадный пол, отмечаю т также слепое влагалищ е, отсутствие матки. Удовлетворительно развитые яички расположены в паховых каналах или больших половых губах. В пубертатном периоде происходит вири­ лизация за счет экстрагонадного (в коре надпочечников) превращ ения андростендиона в тестостерон, а также сниж е­ ние уровня тестостерона в плазме крови и повышение уровня предш ественников тестостерона (андростендиона и дегидроэпиандростерона), что обусловливает развитие гинекомастии у больных. В метаболизме стероидных гормонов, а им енно превращ ении тесто сте р о на в 5а-дигидротестостерон, принимает учас­ тие фермент 5а-редуктаза (рис. 2 .3 2 ). Д игидротестостерон необходим в эмбриональном периоде для инициации диф ф еренцировки и развития ур о ге ни­ тального синуса в простату, дифференци­ ровки наружных половых органов; в постнатальном периоде - для полового созревания. Ф ер м ен ту 5 а -р е д у к т а з а присущ и две изоформы - SRD5A1 и SRD5A2, кодируе­ мые со о тве тстве н н о генам и SR D 5A1 (s te ro id -5 -a lp h a -re d u c ta s e , alpha polypeptide 1 (3-oxo-5 alpha-steroid delta 4-dehydrogenase alpha 1)) (MIM 184753) и S R D 5 A 2 (s te ro id -5 -a lp h a -re d u c ta s e , alpha polypeptide 2 (3-oxo-5 alpha-steroid d e lta 4 -d e h yd ro g e n a se alpha 2)) (M IM 607306). Этот фермент экспрессируется в гонадах, а также простате. Ген SRD5A2 локализован в участке р23 хромосомы 2 и содержит пять экзонов (Thigpen et al., А228Т R227Q Q6stop P212R R103stop Q56R A49T H230P H231R G203S R 1 11 stop L1 13V G85D Д М 157 E200K 7 2 5 + 1 , g —t R145W G183S ,7 5 3 ,Да 3' 5' G34R PI 81 L Q126R L55Q R246Q R246W R227stop P59R Y91D G115D R171S D164V 35 9, Ate V89L L224P R212stop A207D S245Y Y235F E197D N160D G196S N193S Рис. 2.33. Мутации в гене 5а-редуктазы (участок р23 хромосомы 2) 1992, 1993). М утации в гене SRD5A2 приводят к проявлению неполного м уж с­ ко го псевд оге р м а ф ро д итизм а второго типа (Jenkins et al., 1992; Vilchis et al., 1997; Sasaki et al., 2003). Описаны 42 му­ тации в этом гене у пациентов с син д р о ­ мом деф ицита 5а-редуктазы 2, у которых активность фермента снижена или отсут­ ствует. У этих пациентов выявляют инак­ тивирую щ ие мутации во всех пяти э к з о ­ нах, большинство из которых являются точковы м и м утациям и, из них чаще встречаются м иссенс-м утации (Vilchis et al., 1997, 2000; Mazen et al., 2003) (рис. 2 .3 3 ). деф ицит 5а-редуктазы , а именно ее вто­ рой изоформы обусловливает у пациен­ тов с кариотипом 4 6 ,XY неполную вири­ лизацию наружных половых органов, гипоспадию с наличием псевдовлагалища, гип оп л азию предстательной железы , крипторхизм , отмечают также бл окиро­ вание сперм атогенеза на ранних этапах диф ф еренцировки герм инативны х кле­ ток вследствие повышенной тем перату­ ры яичек, находящихся в паховом кана­ ле. Это патологическое состояние впер­ вые было описано в 1955 г. у трех брать­ ев, родители которых состояли в близкородственном браке (De Vaal, 1955). Одним из проявлений наруш ения на уровне метаболизма стероидных го р м о ­ нов (превращ ение тестостерона в д и ­ гидротестостерон в связи с деф ицитом 5 а -р е д укта зы ) является п се вд о в а ги нальная пром еж ностно-мош оночная гипоспадия. П с ев д о в аги н ал ь н ая п р о ­ м еж н о с тн о -м о ш о н о ч н ая гипоспадия (PPSH) (MIM 264600) представляет с о ­ бой мужской псевдогермаф родитизм с аутосо м н о -ре це сси вн ы м типом насле­ дования, при котором отсутствие или Большинство пациентов являются гом о­ зиготными носителями точковых мутаций и около 40% - компаунд-гетерозиготами (Vilchis et al., 2000; Fernandez-Cancio et al., 2004; Bahceci et al., 2005). Описаны также два случая однородительской дисомии отцовского происхождения мута­ ции в гене SRD5A2 (Chavez et al., 2000). Мутацию гена SRD5A2 и полиморфизм в экзоне 1 этого гена со снижением актив­ ности фермента приблизительно на 30% выявляют у пациентов с м икропенией 183
